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