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