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 (rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) != 0)
  30                 return 1;
  31         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
  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         /* Serialize with page migration */
  83         BUG_ON(!PageLocked(page));
  84
  85         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
  86                 mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  87                                     hpage_nr_pages(page));
  88                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
  89                 if (!isolate_lru_page(page))
  90                         putback_lru_page(page);
  91         }
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Isolate a page from LRU with optional get_page() pin.
  96  * Assumes lru_lock already held and page already pinned.
  97  */
  98 static bool __munlock_isolate_lru_page(struct page *page, bool getpage)
  99 {
 100         if (PageLRU(page)) {
 101                 struct lruvec *lruvec;
 102
 103                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, page_zone(page));
 104                 if (getpage)
 105                         get_page(page);
 106                 ClearPageLRU(page);
 107                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
 108                 return true;
 109         }
 110
 111         return false;
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Finish munlock after successful page isolation
 116  *
 117  * Page must be locked. This is a wrapper for try_to_munlock()
 118  * and putback_lru_page() with munlock accounting.
 119  */
 120 static void __munlock_isolated_page(struct page *page)
 121 {
 122         int ret = SWAP_AGAIN;
 123
 124         /*
 125          * Optimization: if the page was mapped just once, that's our mapping
 126          * and we don't need to check all the other vmas.
 127          */
 128         if (page_mapcount(page) > 1)
 129                 ret = try_to_munlock(page);
 130
 131         /* Did try_to_unlock() succeed or punt? */
 132         if (ret != SWAP_MLOCK)
 133                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 134
 135         putback_lru_page(page);
 136 }
 137
 138 /*
 139  * Accounting for page isolation fail during munlock
 140  *
 141  * Performs accounting when page isolation fails in munlock. There is nothing
 142  * else to do because it means some other task has already removed the page
 143  * from the LRU. putback_lru_page() will take care of removing the page from
 144  * the unevictable list, if necessary. vmscan [page_referenced()] will move
 145  * the page back to the unevictable list if some other vma has it mlocked.
 146  */
 147 static void __munlock_isolation_failed(struct page *page)
 148 {
 149         if (PageUnevictable(page))
 150                 __count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
 151         else
 152                 __count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 153 }
 154
 155 /**
 156  * munlock_vma_page - munlock a vma page
 157  * @page - page to be unlocked, either a normal page or THP page head
 158  *
 159  * returns the size of the page as a page mask (0 for normal page,
 160  *         HPAGE_PMD_NR - 1 for THP head page)
 161  *
 162  * called from munlock()/munmap() path with page supposedly on the LRU.
 163  * When we munlock a page, because the vma where we found the page is being
 164  * munlock()ed or munmap()ed, we want to check whether other vmas hold the
 165  * page locked so that we can leave it on the unevictable lru list and not
 166  * bother vmscan with it.  However, to walk the page's rmap list in
 167  * try_to_munlock() we must isolate the page from the LRU.  If some other
 168  * task has removed the page from the LRU, we won't be able to do that.
 169  * So we clear the PageMlocked as we might not get another chance.  If we
 170  * can't isolate the page, we leave it for putback_lru_page() and vmscan
 171  * [page_referenced()/try_to_unmap()] to deal with.
 172  */
 173 unsigned int munlock_vma_page(struct page *page)
 174 {
 175         unsigned int nr_pages;
 176         struct zone *zone = page_zone(page);
 177
 178         /* For try_to_munlock() and to serialize with page migration */
 179         BUG_ON(!PageLocked(page));
 180
 181         /*
 182          * Serialize with any parallel __split_huge_page_refcount() which
 183          * might otherwise copy PageMlocked to part of the tail pages before
 184          * we clear it in the head page. It also stabilizes hpage_nr_pages().
 185          */
 186         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 187
 188         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
 189         if (!TestClearPageMlocked(page))
 190                 goto unlock_out;
 191
 192         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, -nr_pages);
 193
 194         if (__munlock_isolate_lru_page(page, true)) {
 195                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 196                 __munlock_isolated_page(page);
 197                 goto out;
 198         }
 199         __munlock_isolation_failed(page);
 200
 201 unlock_out:
 202         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 203
 204 out:
 205         return nr_pages - 1;
 206 }
 207
 208 /**
 209  * __mlock_vma_pages_range() -  mlock a range of pages in the vma.
 210  * @vma:   target vma
 211  * @start: start address
 212  * @end:   end address
 213  * @nonblocking:
 214  *
 215  * This takes care of making the pages present too.
 216  *
 217  * return 0 on success, negative error code on error.
 218  *
 219  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held.
 220  *
 221  * If @nonblocking is NULL, it may be held for read or write and will
 222  * be unperturbed.
 223  *
 224  * If @nonblocking is non-NULL, it must held for read only and may be
 225  * released.  If it's released, *@nonblocking will be set to 0.
 226  */
 227 long __mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 228                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking)
 229 {
 230         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 231         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
 232         int gup_flags;
 233
 234         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
 235         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
 236         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
 237         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
 238         VM_BUG_ON_MM(!rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem), mm);
 239
 240         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_MLOCK;
 241         /*
 242          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
 243          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
 244          * and we would not want to dirty them for nothing.
 245          */
 246         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
 247                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
 248
 249         /*
 250          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
 251          * other than PROT_NONE.
 252          */
 253         if (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC))
 254                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
 255
 256         /*
 257          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
 258          * not result in a stack expansion that recurses back here.
 259          */
 260         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
 261                                 NULL, NULL, nonblocking);
 262 }
 263
 264 /*
 265  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 266  */
 267 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 268 {
 269         if (retval == -EFAULT)
 270                 retval = -ENOMEM;
 271         else if (retval == -ENOMEM)
 272                 retval = -EAGAIN;
 273         return retval;
 274 }
 275
 276 /*
 277  * Prepare page for fast batched LRU putback via putback_lru_evictable_pagevec()
 278  *
 279  * The fast path is available only for evictable pages with single mapping.
 280  * Then we can bypass the per-cpu pvec and get better performance.
 281  * when mapcount > 1 we need try_to_munlock() which can fail.
 282  * when !page_evictable(), we need the full redo logic of putback_lru_page to
 283  * avoid leaving evictable page in unevictable list.
 284  *
 285  * In case of success, @page is added to @pvec and @pgrescued is incremented
 286  * in case that the page was previously unevictable. @page is also unlocked.
 287  */
 288 static bool __putback_lru_fast_prepare(struct page *page, struct pagevec *pvec,
 289                 int *pgrescued)
 290 {
 291         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 292         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
 293
 294         if (page_mapcount(page) <= 1 && page_evictable(page)) {
 295                 pagevec_add(pvec, page);
 296                 if (TestClearPageUnevictable(page))
 297                         (*pgrescued)++;
 298                 unlock_page(page);
 299                 return true;
 300         }
 301
 302         return false;
 303 }
 304
 305 /*
 306  * Putback multiple evictable pages to the LRU
 307  *
 308  * Batched putback of evictable pages that bypasses the per-cpu pvec. Some of
 309  * the pages might have meanwhile become unevictable but that is OK.
 310  */
 311 static void __putback_lru_fast(struct pagevec *pvec, int pgrescued)
 312 {
 313         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, pagevec_count(pvec));
 314         /*
 315          *__pagevec_lru_add() calls release_pages() so we don't call
 316          * put_page() explicitly
 317          */
 318         __pagevec_lru_add(pvec);
 319         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Munlock a batch of pages from the same zone
 324  *
 325  * The work is split to two main phases. First phase clears the Mlocked flag
 326  * and attempts to isolate the pages, all under a single zone lru lock.
 327  * The second phase finishes the munlock only for pages where isolation
 328  * succeeded.
 329  *
 330  * Note that the pagevec may be modified during the process.
 331  */
 332 static void __munlock_pagevec(struct pagevec *pvec, struct zone *zone)
 333 {
 334         int i;
 335         int nr = pagevec_count(pvec);
 336         int delta_munlocked;
 337         struct pagevec pvec_putback;
 338         int pgrescued = 0;
 339
 340         pagevec_init(&pvec_putback, 0);
 341
 342         /* Phase 1: page isolation */
 343         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 344         for (i = 0; i < nr; i++) {
 345                 struct page *page = pvec->pages[i];
 346
 347                 if (TestClearPageMlocked(page)) {
 348                         /*
 349                          * We already have pin from follow_page_mask()
 350                          * so we can spare the get_page() here.
 351                          */
 352                         if (__munlock_isolate_lru_page(page, false))
 353                                 continue;
 354                         else
 355                                 __munlock_isolation_failed(page);
 356                 }
 357
 358                 /*
 359                  * We won't be munlocking this page in the next phase
 360                  * but we still need to release the follow_page_mask()
 361                  * pin. We cannot do it under lru_lock however. If it's
 362                  * the last pin, __page_cache_release() would deadlock.
 363                  */
 364                 pagevec_add(&pvec_putback, pvec->pages[i]);
 365                 pvec->pages[i] = NULL;
 366         }
 367         delta_munlocked = -nr + pagevec_count(&pvec_putback);
 368         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, delta_munlocked);
 369         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 370
 371         /* Now we can release pins of pages that we are not munlocking */
 372         pagevec_release(&pvec_putback);
 373
 374         /* Phase 2: page munlock */
 375         for (i = 0; i < nr; i++) {
 376                 struct page *page = pvec->pages[i];
 377
 378                 if (page) {
 379                         lock_page(page);
 380                         if (!__putback_lru_fast_prepare(page, &pvec_putback,
 381                                         &pgrescued)) {
 382                                 /*
 383                                  * Slow path. We don't want to lose the last
 384                                  * pin before unlock_page()
 385                                  */
 386                                 get_page(page); /* for putback_lru_page() */
 387                                 __munlock_isolated_page(page);
 388                                 unlock_page(page);
 389                                 put_page(page); /* from follow_page_mask() */
 390                         }
 391                 }
 392         }
 393
 394         /*
 395          * Phase 3: page putback for pages that qualified for the fast path
 396          * This will also call put_page() to return pin from follow_page_mask()
 397          */
 398         if (pagevec_count(&pvec_putback))
 399                 __putback_lru_fast(&pvec_putback, pgrescued);
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Fill up pagevec for __munlock_pagevec using pte walk
 404  *
 405  * The function expects that the struct page corresponding to @start address is
 406  * a non-TPH page already pinned and in the @pvec, and that it belongs to @zone.
 407  *
 408  * The rest of @pvec is filled by subsequent pages within the same pmd and same
 409  * zone, as long as the pte's are present and vm_normal_page() succeeds. These
 410  * pages also get pinned.
 411  *
 412  * Returns the address of the next page that should be scanned. This equals
 413  * @start + PAGE_SIZE when no page could be added by the pte walk.
 414  */
 415 static unsigned long __munlock_pagevec_fill(struct pagevec *pvec,
 416                 struct vm_area_struct *vma, int zoneid, unsigned long start,
 417                 unsigned long end)
 418 {
 419         pte_t *pte;
 420         spinlock_t *ptl;
 421
 422         /*
 423          * Initialize pte walk starting at the already pinned page where we
 424          * are sure that there is a pte, as it was pinned under the same
 425          * mmap_sem write op.
 426          */
 427         pte = get_locked_pte(vma->vm_mm, start, &ptl);
 428         /* Make sure we do not cross the page table boundary */
 429         end = pgd_addr_end(start, end);
 430         end = pud_addr_end(start, end);
 431         end = pmd_addr_end(start, end);
 432
 433         /* The page next to the pinned page is the first we will try to get */
 434         start += PAGE_SIZE;
 435         while (start < end) {
 436                 struct page *page = NULL;
 437                 pte++;
 438                 if (pte_present(*pte))
 439                         page = vm_normal_page(vma, start, *pte);
 440                 /*
 441                  * Break if page could not be obtained or the page's node+zone does not
 442                  * match
 443                  */
 444                 if (!page || page_zone_id(page) != zoneid)
 445                         break;
 446
 447                 get_page(page);
 448                 /*
 449                  * Increase the address that will be returned *before* the
 450                  * eventual break due to pvec becoming full by adding the page
 451                  */
 452                 start += PAGE_SIZE;
 453                 if (pagevec_add(pvec, page) == 0)
 454                         break;
 455         }
 456         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 457         return start;
 458 }
 459
 460 /*
 461  * munlock_vma_pages_range() - munlock all pages in the vma range.'
 462  * @vma - vma containing range to be munlock()ed.
 463  * @start - start address in @vma of the range
 464  * @end - end of range in @vma.
 465  *
 466  *  For mremap(), munmap() and exit().
 467  *
 468  * Called with @vma VM_LOCKED.
 469  *
 470  * Returns with VM_LOCKED cleared.  Callers must be prepared to
 471  * deal with this.
 472  *
 473  * We don't save and restore VM_LOCKED here because pages are
 474  * still on lru.  In unmap path, pages might be scanned by reclaim
 475  * and re-mlocked by try_to_{munlock|unmap} before we unmap and
 476  * free them.  This will result in freeing mlocked pages.
 477  */
 478 void munlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 479                              unsigned long start, unsigned long end)
 480 {
 481         vma->vm_flags &= ~VM_LOCKED;
 482
 483         while (start < end) {
 484                 struct page *page = NULL;
 485                 unsigned int page_mask;
 486                 unsigned long page_increm;
 487                 struct pagevec pvec;
 488                 struct zone *zone;
 489                 int zoneid;
 490
 491                 pagevec_init(&pvec, 0);
 492                 /*
 493                  * Although FOLL_DUMP is intended for get_dump_page(),
 494                  * it just so happens that its special treatment of the
 495                  * ZERO_PAGE (returning an error instead of doing get_page)
 496                  * suits munlock very well (and if somehow an abnormal page
 497                  * has sneaked into the range, we won't oops here: great).
 498                  */
 499                 page = follow_page_mask(vma, start, FOLL_GET | FOLL_DUMP,
 500                                 &page_mask);
 501
 502                 if (page && !IS_ERR(page)) {
 503                         if (PageTransHuge(page)) {
 504                                 lock_page(page);
 505                                 /*
 506                                  * Any THP page found by follow_page_mask() may
 507                                  * have gotten split before reaching
 508                                  * munlock_vma_page(), so we need to recompute
 509                                  * the page_mask here.
 510                                  */
 511                                 page_mask = munlock_vma_page(page);
 512                                 unlock_page(page);
 513                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 514                         } else {
 515                                 /*
 516                                  * Non-huge pages are handled in batches via
 517                                  * pagevec. The pin from follow_page_mask()
 518                                  * prevents them from collapsing by THP.
 519                                  */
 520                                 pagevec_add(&pvec, page);
 521                                 zone = page_zone(page);
 522                                 zoneid = page_zone_id(page);
 523
 524                                 /*
 525                                  * Try to fill the rest of pagevec using fast
 526                                  * pte walk. This will also update start to
 527                                  * the next page to process. Then munlock the
 528                                  * pagevec.
 529                                  */
 530                                 start = __munlock_pagevec_fill(&pvec, vma,
 531                                                 zoneid, start, end);
 532                                 __munlock_pagevec(&pvec, zone);
 533                                 goto next;
 534                         }
 535                 }
 536                 /* It's a bug to munlock in the middle of a THP page */
 537                 VM_BUG_ON((start >> PAGE_SHIFT) & page_mask);
 538                 page_increm = 1 + page_mask;
 539                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
 540 next:
 541                 cond_resched();
 542         }
 543 }
 544
 545 /*
 546  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 547  *
 548  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 549  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 550  * populate the ptes.
 551  *
 552  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 553  */
 554 static int mlock_fixup(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
 555         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 556 {
 557         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 558         pgoff_t pgoff;
 559         int nr_pages;
 560         int ret = 0;
 561         int lock = !!(newflags & VM_LOCKED);
 562
 563         if (newflags == vma->vm_flags || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL) ||
 564             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm))
 565                 goto out;       /* don't set VM_LOCKED,  don't count */
 566
 567         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 568         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, newflags, vma->anon_vma,
 569                           vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
 570         if (*prev) {
 571                 vma = *prev;
 572                 goto success;
 573         }
 574
 575         if (start != vma->vm_start) {
 576                 ret = split_vma(mm, vma, start, 1);
 577                 if (ret)
 578                         goto out;
 579         }
 580
 581         if (end != vma->vm_end) {
 582                 ret = split_vma(mm, vma, end, 0);
 583                 if (ret)
 584                         goto out;
 585         }
 586
 587 success:
 588         /*
 589          * Keep track of amount of locked VM.
 590          */
 591         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 592         if (!lock)
 593                 nr_pages = -nr_pages;
 594         mm->locked_vm += nr_pages;
 595
 596         /*
 597          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
 598          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 599          * set VM_LOCKED, __mlock_vma_pages_range will bring it back.
 600          */
 601
 602         if (lock)
 603                 vma->vm_flags = newflags;
 604         else
 605                 munlock_vma_pages_range(vma, start, end);
 606
 607 out:
 608         *prev = vma;
 609         return ret;
 610 }
 611
 612 static int do_mlock(unsigned long start, size_t len, int on)
 613 {
 614         unsigned long nstart, end, tmp;
 615         struct vm_area_struct * vma, * prev;
 616         int error;
 617
 618         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
 619         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 620         end = start + len;
 621         if (end < start)
 622                 return -EINVAL;
 623         if (end == start)
 624                 return 0;
 625         vma = find_vma(current->mm, start);
 626         if (!vma || vma->vm_start > start)
 627                 return -ENOMEM;
 628
 629         prev = vma->vm_prev;
 630         if (start > vma->vm_start)
 631                 prev = vma;
 632
 633         for (nstart = start ; ; ) {
 634                 vm_flags_t newflags;
 635
 636                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 637
 638                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
 639                 if (on)
 640                         newflags |= VM_LOCKED;
 641
 642                 tmp = vma->vm_end;
 643                 if (tmp > end)
 644                         tmp = end;
 645                 error = mlock_fixup(vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 646                 if (error)
 647                         break;
 648                 nstart = tmp;
 649                 if (nstart < prev->vm_end)
 650                         nstart = prev->vm_end;
 651                 if (nstart >= end)
 652                         break;
 653
 654                 vma = prev->vm_next;
 655                 if (!vma || vma->vm_start != nstart) {
 656                         error = -ENOMEM;
 657                         break;
 658                 }
 659         }
 660         return error;
 661 }
 662
 663 /*
 664  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
 665  *
 666  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
 667  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
 668  * mmap_sem must not be held.
 669  */
 670 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
 671 {
 672         struct mm_struct *mm = current->mm;
 673         unsigned long end, nstart, nend;
 674         struct vm_area_struct *vma = NULL;
 675         int locked = 0;
 676         long ret = 0;
 677
 678         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
 679         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 680         end = start + len;
 681
 682         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
 683                 /*
 684                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
 685                  * Find first corresponding VMA.
 686                  */
 687                 if (!locked) {
 688                         locked = 1;
 689                         down_read(&mm->mmap_sem);
 690                         vma = find_vma(mm, nstart);
 691                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
 692                         vma = vma->vm_next;
 693                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
 694                         break;
 695                 /*
 696                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
 697                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
 698                  */
 699                 nend = min(end, vma->vm_end);
 700                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
 701                         continue;
 702                 if (nstart < vma->vm_start)
 703                         nstart = vma->vm_start;
 704                 /*
 705                  * Now fault in a range of pages. __mlock_vma_pages_range()
 706                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
 707                  * if the vma was already munlocked.
 708                  */
 709                 ret = __mlock_vma_pages_range(vma, nstart, nend, &locked);
 710                 if (ret < 0) {
 711                         if (ignore_errors) {
 712                                 ret = 0;
 713                                 continue;       /* continue at next VMA */
 714                         }
 715                         ret = __mlock_posix_error_return(ret);
 716                         break;
 717                 }
 718                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
 719                 ret = 0;
 720         }
 721         if (locked)
 722                 up_read(&mm->mmap_sem);
 723         return ret;     /* 0 or negative error code */
 724 }
 725
 726 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 727 {
 728         unsigned long locked;
 729         unsigned long lock_limit;
 730         int error = -ENOMEM;
 731
 732         if (!can_do_mlock())
 733                 return -EPERM;
 734
 735         lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 736
 737         len = PAGE_ALIGN(len + (start & ~PAGE_MASK));
 738         start &= PAGE_MASK;
 739
 740         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 741         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 742         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 743
 744         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 745
 746         locked += current->mm->locked_vm;
 747
 748         /* check against resource limits */
 749         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 750                 error = do_mlock(start, len, 1);
 751
 752         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 753         if (!error)
 754                 error = __mm_populate(start, len, 0);
 755         return error;
 756 }
 757
 758 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 759 {
 760         int ret;
 761
 762         len = PAGE_ALIGN(len + (start & ~PAGE_MASK));
 763         start &= PAGE_MASK;
 764
 765         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 766         ret = do_mlock(start, len, 0);
 767         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 768
 769         return ret;
 770 }
 771
 772 static int do_mlockall(int flags)
 773 {
 774         struct vm_area_struct * vma, * prev = NULL;
 775
 776         if (flags & MCL_FUTURE)
 777                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 778         else
 779                 current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED;
 780         if (flags == MCL_FUTURE)
 781                 goto out;
 782
 783         for (vma = current->mm->mmap; vma ; vma = prev->vm_next) {
 784                 vm_flags_t newflags;
 785
 786                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
 787                 if (flags & MCL_CURRENT)
 788                         newflags |= VM_LOCKED;
 789
 790                 /* Ignore errors */
 791                 mlock_fixup(vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end, newflags);
 792                 cond_resched_rcu_qs();
 793         }
 794 out:
 795         return 0;
 796 }
 797
 798 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 799 {
 800         unsigned long lock_limit;
 801         int ret = -EINVAL;
 802
 803         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE)))
 804                 goto out;
 805
 806         ret = -EPERM;
 807         if (!can_do_mlock())
 808                 goto out;
 809
 810         if (flags & MCL_CURRENT)
 811                 lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 812
 813         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 814         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 815
 816         ret = -ENOMEM;
 817         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 818
 819         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 820             capable(CAP_IPC_LOCK))
 821                 ret = do_mlockall(flags);
 822         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 823         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 824                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 825 out:
 826         return ret;
 827 }
 828
 829 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 830 {
 831         int ret;
 832
 833         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 834         ret = do_mlockall(0);
 835         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 836         return ret;
 837 }
 838
 839 /*
 840  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 841  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 842  */
 843 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 844
 845 int user_shm_lock(size_t size, struct user_struct *user)
 846 {
 847         unsigned long lock_limit, locked;
 848         int allowed = 0;
 849
 850         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 851         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 852         if (lock_limit == RLIM_INFINITY)
 853                 allowed = 1;
 854         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 855         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 856         if (!allowed &&
 857             locked + user->locked_shm > lock_limit && !capable(CAP_IPC_LOCK))
 858                 goto out;
 859         get_uid(user);
 860         user->locked_shm += locked;
 861         allowed = 1;
 862 out:
 863         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 864         return allowed;
 865 }
 866
 867 void user_shm_unlock(size_t size, struct user_struct *user)
 868 {
 869         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 870         user->locked_shm -= (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 871         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 872         free_uid(user);
 873 }