mm/mlock.c

   1 /*
   2  *      linux/mm/mlock.c
   3  *
   4  *  (C) Copyright 1995 Linus Torvalds
   5  *  (C) Copyright 2002 Christoph Hellwig
   6  */
   7
   8 #include <linux/capability.h>
   9 #include <linux/mman.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/sched/user.h>
  12 #include <linux/swap.h>
  13 #include <linux/swapops.h>
  14 #include <linux/pagemap.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/mempolicy.h>
  17 #include <linux/syscalls.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/export.h>
  20 #include <linux/rmap.h>
  21 #include <linux/mmzone.h>
  22 #include <linux/hugetlb.h>
  23 #include <linux/memcontrol.h>
  24 #include <linux/mm_inline.h>
  25
  26 #include "internal.h"
  27
  28 bool can_do_mlock(void)
  29 {
  30         if (rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) != 0)
  31                 return true;
  32         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
  33                 return true;
  34         return false;
  35 }
  36 EXPORT_SYMBOL(can_do_mlock);
  37
  38 /*
  39  * Mlocked pages are marked with PageMlocked() flag for efficient testing
  40  * in vmscan and, possibly, the fault path; and to support semi-accurate
  41  * statistics.
  42  *
  43  * An mlocked page [PageMlocked(page)] is unevictable.  As such, it will
  44  * be placed on the LRU "unevictable" list, rather than the [in]active lists.
  45  * The unevictable list is an LRU sibling list to the [in]active lists.
  46  * PageUnevictable is set to indicate the unevictable state.
  47  *
  48  * When lazy mlocking via vmscan, it is important to ensure that the
  49  * vma's VM_LOCKED status is not concurrently being modified, otherwise we
  50  * may have mlocked a page that is being munlocked. So lazy mlock must take
  51  * the mmap_sem for read, and verify that the vma really is locked
  52  * (see mm/rmap.c).
  53  */
  54
  55 /*
  56  *  LRU accounting for clear_page_mlock()
  57  */
  58 void clear_page_mlock(struct page *page)
  59 {
  60         if (!TestClearPageMlocked(page))
  61                 return;
  62
  63         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  64                             -hpage_nr_pages(page));
  65         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCLEARED);
  66         if (!isolate_lru_page(page)) {
  67                 putback_lru_page(page);
  68         } else {
  69                 /*
  70                  * We lost the race. the page already moved to evictable list.
  71                  */
  72                 if (PageUnevictable(page))
  73                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
  74         }
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Mark page as mlocked if not already.
  79  * If page on LRU, isolate and putback to move to unevictable list.
  80  */
  81 void mlock_vma_page(struct page *page)
  82 {
  83         /* Serialize with page migration */
  84         BUG_ON(!PageLocked(page));
  85
  86         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
  87         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page) && PageDoubleMap(page), page);
  88
  89         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
  90                 mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  91                                     hpage_nr_pages(page));
  92                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
  93                 if (!isolate_lru_page(page))
  94                         putback_lru_page(page);
  95         }
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Isolate a page from LRU with optional get_page() pin.
 100  * Assumes lru_lock already held and page already pinned.
 101  */
 102 static bool __munlock_isolate_lru_page(struct page *page, bool getpage)
 103 {
 104         if (PageLRU(page)) {
 105                 struct lruvec *lruvec;
 106
 107                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, page_pgdat(page));
 108                 if (getpage)
 109                         get_page(page);
 110                 ClearPageLRU(page);
 111                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
 112                 return true;
 113         }
 114
 115         return false;
 116 }
 117
 118 /*
 119  * Finish munlock after successful page isolation
 120  *
 121  * Page must be locked. This is a wrapper for try_to_munlock()
 122  * and putback_lru_page() with munlock accounting.
 123  */
 124 static void __munlock_isolated_page(struct page *page)
 125 {
 126         /*
 127          * Optimization: if the page was mapped just once, that's our mapping
 128          * and we don't need to check all the other vmas.
 129          */
 130         if (page_mapcount(page) > 1)
 131                 try_to_munlock(page);
 132
 133         /* Did try_to_unlock() succeed or punt? */
 134         if (!PageMlocked(page))
 135                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 136
 137         putback_lru_page(page);
 138 }
 139
 140 /*
 141  * Accounting for page isolation fail during munlock
 142  *
 143  * Performs accounting when page isolation fails in munlock. There is nothing
 144  * else to do because it means some other task has already removed the page
 145  * from the LRU. putback_lru_page() will take care of removing the page from
 146  * the unevictable list, if necessary. vmscan [page_referenced()] will move
 147  * the page back to the unevictable list if some other vma has it mlocked.
 148  */
 149 static void __munlock_isolation_failed(struct page *page)
 150 {
 151         if (PageUnevictable(page))
 152                 __count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
 153         else
 154                 __count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 155 }
 156
 157 /**
 158  * munlock_vma_page - munlock a vma page
 159  * @page - page to be unlocked, either a normal page or THP page head
 160  *
 161  * returns the size of the page as a page mask (0 for normal page,
 162  *         HPAGE_PMD_NR - 1 for THP head page)
 163  *
 164  * called from munlock()/munmap() path with page supposedly on the LRU.
 165  * When we munlock a page, because the vma where we found the page is being
 166  * munlock()ed or munmap()ed, we want to check whether other vmas hold the
 167  * page locked so that we can leave it on the unevictable lru list and not
 168  * bother vmscan with it.  However, to walk the page's rmap list in
 169  * try_to_munlock() we must isolate the page from the LRU.  If some other
 170  * task has removed the page from the LRU, we won't be able to do that.
 171  * So we clear the PageMlocked as we might not get another chance.  If we
 172  * can't isolate the page, we leave it for putback_lru_page() and vmscan
 173  * [page_referenced()/try_to_unmap()] to deal with.
 174  */
 175 unsigned int munlock_vma_page(struct page *page)
 176 {
 177         int nr_pages;
 178         struct zone *zone = page_zone(page);
 179
 180         /* For try_to_munlock() and to serialize with page migration */
 181         BUG_ON(!PageLocked(page));
 182
 183         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
 184
 185         /*
 186          * Serialize with any parallel __split_huge_page_refcount() which
 187          * might otherwise copy PageMlocked to part of the tail pages before
 188          * we clear it in the head page. It also stabilizes hpage_nr_pages().
 189          */
 190         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 191
 192         if (!TestClearPageMlocked(page)) {
 193                 /* Potentially, PTE-mapped THP: do not skip the rest PTEs */
 194                 nr_pages = 1;
 195                 goto unlock_out;
 196         }
 197
 198         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
 199         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, -nr_pages);
 200
 201         if (__munlock_isolate_lru_page(page, true)) {
 202                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 203                 __munlock_isolated_page(page);
 204                 goto out;
 205         }
 206         __munlock_isolation_failed(page);
 207
 208 unlock_out:
 209         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 210
 211 out:
 212         return nr_pages - 1;
 213 }
 214
 215 /*
 216  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 217  */
 218 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 219 {
 220         if (retval == -EFAULT)
 221                 retval = -ENOMEM;
 222         else if (retval == -ENOMEM)
 223                 retval = -EAGAIN;
 224         return retval;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Prepare page for fast batched LRU putback via putback_lru_evictable_pagevec()
 229  *
 230  * The fast path is available only for evictable pages with single mapping.
 231  * Then we can bypass the per-cpu pvec and get better performance.
 232  * when mapcount > 1 we need try_to_munlock() which can fail.
 233  * when !page_evictable(), we need the full redo logic of putback_lru_page to
 234  * avoid leaving evictable page in unevictable list.
 235  *
 236  * In case of success, @page is added to @pvec and @pgrescued is incremented
 237  * in case that the page was previously unevictable. @page is also unlocked.
 238  */
 239 static bool __putback_lru_fast_prepare(struct page *page, struct pagevec *pvec,
 240                 int *pgrescued)
 241 {
 242         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 243         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
 244
 245         if (page_mapcount(page) <= 1 && page_evictable(page)) {
 246                 pagevec_add(pvec, page);
 247                 if (TestClearPageUnevictable(page))
 248                         (*pgrescued)++;
 249                 unlock_page(page);
 250                 return true;
 251         }
 252
 253         return false;
 254 }
 255
 256 /*
 257  * Putback multiple evictable pages to the LRU
 258  *
 259  * Batched putback of evictable pages that bypasses the per-cpu pvec. Some of
 260  * the pages might have meanwhile become unevictable but that is OK.
 261  */
 262 static void __putback_lru_fast(struct pagevec *pvec, int pgrescued)
 263 {
 264         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, pagevec_count(pvec));
 265         /*
 266          *__pagevec_lru_add() calls release_pages() so we don't call
 267          * put_page() explicitly
 268          */
 269         __pagevec_lru_add(pvec);
 270         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Munlock a batch of pages from the same zone
 275  *
 276  * The work is split to two main phases. First phase clears the Mlocked flag
 277  * and attempts to isolate the pages, all under a single zone lru lock.
 278  * The second phase finishes the munlock only for pages where isolation
 279  * succeeded.
 280  *
 281  * Note that the pagevec may be modified during the process.
 282  */
 283 static void __munlock_pagevec(struct pagevec *pvec, struct zone *zone)
 284 {
 285         int i;
 286         int nr = pagevec_count(pvec);
 287         int delta_munlocked = -nr;
 288         struct pagevec pvec_putback;
 289         int pgrescued = 0;
 290
 291         pagevec_init(&pvec_putback, 0);
 292
 293         /* Phase 1: page isolation */
 294         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 295         for (i = 0; i < nr; i++) {
 296                 struct page *page = pvec->pages[i];
 297
 298                 if (TestClearPageMlocked(page)) {
 299                         /*
 300                          * We already have pin from follow_page_mask()
 301                          * so we can spare the get_page() here.
 302                          */
 303                         if (__munlock_isolate_lru_page(page, false))
 304                                 continue;
 305                         else
 306                                 __munlock_isolation_failed(page);
 307                 } else {
 308                         delta_munlocked++;
 309                 }
 310
 311                 /*
 312                  * We won't be munlocking this page in the next phase
 313                  * but we still need to release the follow_page_mask()
 314                  * pin. We cannot do it under lru_lock however. If it's
 315                  * the last pin, __page_cache_release() would deadlock.
 316                  */
 317                 pagevec_add(&pvec_putback, pvec->pages[i]);
 318                 pvec->pages[i] = NULL;
 319         }
 320         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, delta_munlocked);
 321         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 322
 323         /* Now we can release pins of pages that we are not munlocking */
 324         pagevec_release(&pvec_putback);
 325
 326         /* Phase 2: page munlock */
 327         for (i = 0; i < nr; i++) {
 328                 struct page *page = pvec->pages[i];
 329
 330                 if (page) {
 331                         lock_page(page);
 332                         if (!__putback_lru_fast_prepare(page, &pvec_putback,
 333                                         &pgrescued)) {
 334                                 /*
 335                                  * Slow path. We don't want to lose the last
 336                                  * pin before unlock_page()
 337                                  */
 338                                 get_page(page); /* for putback_lru_page() */
 339                                 __munlock_isolated_page(page);
 340                                 unlock_page(page);
 341                                 put_page(page); /* from follow_page_mask() */
 342                         }
 343                 }
 344         }
 345
 346         /*
 347          * Phase 3: page putback for pages that qualified for the fast path
 348          * This will also call put_page() to return pin from follow_page_mask()
 349          */
 350         if (pagevec_count(&pvec_putback))
 351                 __putback_lru_fast(&pvec_putback, pgrescued);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Fill up pagevec for __munlock_pagevec using pte walk
 356  *
 357  * The function expects that the struct page corresponding to @start address is
 358  * a non-TPH page already pinned and in the @pvec, and that it belongs to @zone.
 359  *
 360  * The rest of @pvec is filled by subsequent pages within the same pmd and same
 361  * zone, as long as the pte's are present and vm_normal_page() succeeds. These
 362  * pages also get pinned.
 363  *
 364  * Returns the address of the next page that should be scanned. This equals
 365  * @start + PAGE_SIZE when no page could be added by the pte walk.
 366  */
 367 static unsigned long __munlock_pagevec_fill(struct pagevec *pvec,
 368                 struct vm_area_struct *vma, int zoneid, unsigned long start,
 369                 unsigned long end)
 370 {
 371         pte_t *pte;
 372         spinlock_t *ptl;
 373
 374         /*
 375          * Initialize pte walk starting at the already pinned page where we
 376          * are sure that there is a pte, as it was pinned under the same
 377          * mmap_sem write op.
 378          */
 379         pte = get_locked_pte(vma->vm_mm, start, &ptl);
 380         /* Make sure we do not cross the page table boundary */
 381         end = pgd_addr_end(start, end);
 382         end = p4d_addr_end(start, end);
 383         end = pud_addr_end(start, end);
 384         end = pmd_addr_end(start, end);
 385
 386         /* The page next to the pinned page is the first we will try to get */
 387         start += PAGE_SIZE;
 388         while (start < end) {
 389                 struct page *page = NULL;
 390                 pte++;
 391                 if (pte_present(*pte))
 392                         page = vm_normal_page(vma, start, *pte);
 393                 /*
 394                  * Break if page could not be obtained or the page's node+zone does not
 395                  * match
 396                  */
 397                 if (!page || page_zone_id(page) != zoneid)
 398                         break;
 399
 400                 /*
 401                  * Do not use pagevec for PTE-mapped THP,
 402                  * munlock_vma_pages_range() will handle them.
 403                  */
 404                 if (PageTransCompound(page))
 405                         break;
 406
 407                 get_page(page);
 408                 /*
 409                  * Increase the address that will be returned *before* the
 410                  * eventual break due to pvec becoming full by adding the page
 411                  */
 412                 start += PAGE_SIZE;
 413                 if (pagevec_add(pvec, page) == 0)
 414                         break;
 415         }
 416         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 417         return start;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * munlock_vma_pages_range() - munlock all pages in the vma range.'
 422  * @vma - vma containing range to be munlock()ed.
 423  * @start - start address in @vma of the range
 424  * @end - end of range in @vma.
 425  *
 426  *  For mremap(), munmap() and exit().
 427  *
 428  * Called with @vma VM_LOCKED.
 429  *
 430  * Returns with VM_LOCKED cleared.  Callers must be prepared to
 431  * deal with this.
 432  *
 433  * We don't save and restore VM_LOCKED here because pages are
 434  * still on lru.  In unmap path, pages might be scanned by reclaim
 435  * and re-mlocked by try_to_{munlock|unmap} before we unmap and
 436  * free them.  This will result in freeing mlocked pages.
 437  */
 438 void munlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 439                              unsigned long start, unsigned long end)
 440 {
 441         vma->vm_flags &= VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 442
 443         while (start < end) {
 444                 struct page *page;
 445                 unsigned int page_mask = 0;
 446                 unsigned long page_increm;
 447                 struct pagevec pvec;
 448                 struct zone *zone;
 449                 int zoneid;
 450
 451                 pagevec_init(&pvec, 0);
 452                 /*
 453                  * Although FOLL_DUMP is intended for get_dump_page(),
 454                  * it just so happens that its special treatment of the
 455                  * ZERO_PAGE (returning an error instead of doing get_page)
 456                  * suits munlock very well (and if somehow an abnormal page
 457                  * has sneaked into the range, we won't oops here: great).
 458                  */
 459                 page = follow_page(vma, start, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
 460
 461                 if (page && !IS_ERR(page)) {
 462                         if (PageTransTail(page)) {
 463                                 VM_BUG_ON_PAGE(PageMlocked(page), page);
 464                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 465                         } else if (PageTransHuge(page)) {
 466                                 lock_page(page);
 467                                 /*
 468                                  * Any THP page found by follow_page_mask() may
 469                                  * have gotten split before reaching
 470                                  * munlock_vma_page(), so we need to compute
 471                                  * the page_mask here instead.
 472                                  */
 473                                 page_mask = munlock_vma_page(page);
 474                                 unlock_page(page);
 475                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 476                         } else {
 477                                 /*
 478                                  * Non-huge pages are handled in batches via
 479                                  * pagevec. The pin from follow_page_mask()
 480                                  * prevents them from collapsing by THP.
 481                                  */
 482                                 pagevec_add(&pvec, page);
 483                                 zone = page_zone(page);
 484                                 zoneid = page_zone_id(page);
 485
 486                                 /*
 487                                  * Try to fill the rest of pagevec using fast
 488                                  * pte walk. This will also update start to
 489                                  * the next page to process. Then munlock the
 490                                  * pagevec.
 491                                  */
 492                                 start = __munlock_pagevec_fill(&pvec, vma,
 493                                                 zoneid, start, end);
 494                                 __munlock_pagevec(&pvec, zone);
 495                                 goto next;
 496                         }
 497                 }
 498                 page_increm = 1 + page_mask;
 499                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
 500 next:
 501                 cond_resched();
 502         }
 503 }
 504
 505 /*
 506  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 507  *
 508  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 509  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 510  * populate the ptes.
 511  *
 512  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 513  */
 514 static int mlock_fixup(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
 515         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 516 {
 517         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 518         pgoff_t pgoff;
 519         int nr_pages;
 520         int ret = 0;
 521         int lock = !!(newflags & VM_LOCKED);
 522         vm_flags_t old_flags = vma->vm_flags;
 523
 524         if (newflags == vma->vm_flags || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL) ||
 525             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm))
 526                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 527                 goto out;
 528
 529         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 530         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, newflags, vma->anon_vma,
 531                           vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma),
 532                           vma->vm_userfaultfd_ctx);
 533         if (*prev) {
 534                 vma = *prev;
 535                 goto success;
 536         }
 537
 538         if (start != vma->vm_start) {
 539                 ret = split_vma(mm, vma, start, 1);
 540                 if (ret)
 541                         goto out;
 542         }
 543
 544         if (end != vma->vm_end) {
 545                 ret = split_vma(mm, vma, end, 0);
 546                 if (ret)
 547                         goto out;
 548         }
 549
 550 success:
 551         /*
 552          * Keep track of amount of locked VM.
 553          */
 554         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 555         if (!lock)
 556                 nr_pages = -nr_pages;
 557         else if (old_flags & VM_LOCKED)
 558                 nr_pages = 0;
 559         mm->locked_vm += nr_pages;
 560
 561         /*
 562          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
 563          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 564          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 565          */
 566
 567         if (lock)
 568                 vma->vm_flags = newflags;
 569         else
 570                 munlock_vma_pages_range(vma, start, end);
 571
 572 out:
 573         *prev = vma;
 574         return ret;
 575 }
 576
 577 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 578                                 vm_flags_t flags)
 579 {
 580         unsigned long nstart, end, tmp;
 581         struct vm_area_struct * vma, * prev;
 582         int error;
 583
 584         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 585         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 586         end = start + len;
 587         if (end < start)
 588                 return -EINVAL;
 589         if (end == start)
 590                 return 0;
 591         vma = find_vma(current->mm, start);
 592         if (!vma || vma->vm_start > start)
 593                 return -ENOMEM;
 594
 595         prev = vma->vm_prev;
 596         if (start > vma->vm_start)
 597                 prev = vma;
 598
 599         for (nstart = start ; ; ) {
 600                 vm_flags_t newflags = vma->vm_flags & VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 601
 602                 newflags |= flags;
 603
 604                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 605                 tmp = vma->vm_end;
 606                 if (tmp > end)
 607                         tmp = end;
 608                 error = mlock_fixup(vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 609                 if (error)
 610                         break;
 611                 nstart = tmp;
 612                 if (nstart < prev->vm_end)
 613                         nstart = prev->vm_end;
 614                 if (nstart >= end)
 615                         break;
 616
 617                 vma = prev->vm_next;
 618                 if (!vma || vma->vm_start != nstart) {
 619                         error = -ENOMEM;
 620                         break;
 621                 }
 622         }
 623         return error;
 624 }
 625
 626 /*
 627  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 628  * vma pages, as return value.
 629  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 630  * is also counted.
 631  * Return value: previously mlocked page counts
 632  */
 633 static int count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 634                 unsigned long start, size_t len)
 635 {
 636         struct vm_area_struct *vma;
 637         int count = 0;
 638
 639         if (mm == NULL)
 640                 mm = current->mm;
 641
 642         vma = find_vma(mm, start);
 643         if (vma == NULL)
 644                 vma = mm->mmap;
 645
 646         for (; vma ; vma = vma->vm_next) {
 647                 if (start >= vma->vm_end)
 648                         continue;
 649                 if (start + len <=  vma->vm_start)
 650                         break;
 651                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 652                         if (start > vma->vm_start)
 653                                 count -= (start - vma->vm_start);
 654                         if (start + len < vma->vm_end) {
 655                                 count += start + len - vma->vm_start;
 656                                 break;
 657                         }
 658                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 659                 }
 660         }
 661
 662         return count >> PAGE_SHIFT;
 663 }
 664
 665 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 666 {
 667         unsigned long locked;
 668         unsigned long lock_limit;
 669         int error = -ENOMEM;
 670
 671         if (!can_do_mlock())
 672                 return -EPERM;
 673
 674         lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 675
 676         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 677         start &= PAGE_MASK;
 678
 679         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 680         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 681         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 682
 683         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 684                 return -EINTR;
 685
 686         locked += current->mm->locked_vm;
 687         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 688                 /*
 689                  * It is possible that the regions requested intersect with
 690                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 691                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 692                  * and adjust locked count if necessary.
 693                  */
 694                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 695                                 start, len);
 696         }
 697
 698         /* check against resource limits */
 699         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 700                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 701
 702         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 703         if (error)
 704                 return error;
 705
 706         error = __mm_populate(start, len, 0);
 707         if (error)
 708                 return __mlock_posix_error_return(error);
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 713 {
 714         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 715 }
 716
 717 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 718 {
 719         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 720
 721         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 722                 return -EINVAL;
 723
 724         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 725                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 726
 727         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 728 }
 729
 730 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 731 {
 732         int ret;
 733
 734         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 735         start &= PAGE_MASK;
 736
 737         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 738                 return -EINTR;
 739         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 740         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 741
 742         return ret;
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 747  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 748  * flags for all current VMAs.
 749  *
 750  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 751  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 752  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 753  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 754  */
 755 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 756 {
 757         struct vm_area_struct * vma, * prev = NULL;
 758         vm_flags_t to_add = 0;
 759
 760         current->mm->def_flags &= VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 761         if (flags & MCL_FUTURE) {
 762                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 763
 764                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 765                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 766
 767                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 768                         goto out;
 769         }
 770
 771         if (flags & MCL_CURRENT) {
 772                 to_add |= VM_LOCKED;
 773                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 774                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 775         }
 776
 777         for (vma = current->mm->mmap; vma ; vma = prev->vm_next) {
 778                 vm_flags_t newflags;
 779
 780                 newflags = vma->vm_flags & VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 781                 newflags |= to_add;
 782
 783                 /* Ignore errors */
 784                 mlock_fixup(vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end, newflags);
 785                 cond_resched_rcu_qs();
 786         }
 787 out:
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 792 {
 793         unsigned long lock_limit;
 794         int ret;
 795
 796         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)))
 797                 return -EINVAL;
 798
 799         if (!can_do_mlock())
 800                 return -EPERM;
 801
 802         if (flags & MCL_CURRENT)
 803                 lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 804
 805         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 806         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 807
 808         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 809                 return -EINTR;
 810
 811         ret = -ENOMEM;
 812         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 813             capable(CAP_IPC_LOCK))
 814                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 815         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 816         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 817                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 818
 819         return ret;
 820 }
 821
 822 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 823 {
 824         int ret;
 825
 826         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 827                 return -EINTR;
 828         ret = apply_mlockall_flags(0);
 829         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 830         return ret;
 831 }
 832
 833 /*
 834  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 835  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 836  */
 837 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 838
 839 int user_shm_lock(size_t size, struct user_struct *user)
 840 {
 841         unsigned long lock_limit, locked;
 842         int allowed = 0;
 843
 844         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 845         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 846         if (lock_limit == RLIM_INFINITY)
 847                 allowed = 1;
 848         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 849         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 850         if (!allowed &&
 851             locked + user->locked_shm > lock_limit && !capable(CAP_IPC_LOCK))
 852                 goto out;
 853         get_uid(user);
 854         user->locked_shm += locked;
 855         allowed = 1;
 856 out:
 857         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 858         return allowed;
 859 }
 860
 861 void user_shm_unlock(size_t size, struct user_struct *user)
 862 {
 863         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 864         user->locked_shm -= (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 865         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 866         free_uid(user);
 867 }