mm/mlock.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *      linux/mm/mlock.c
   4  *
   5  *  (C) Copyright 1995 Linus Torvalds
   6  *  (C) Copyright 2002 Christoph Hellwig
   7  */
   8
   9 #include <linux/capability.h>
  10 #include <linux/mman.h>
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/sched/user.h>
  13 #include <linux/swap.h>
  14 #include <linux/swapops.h>
  15 #include <linux/pagemap.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/pagewalk.h>
  18 #include <linux/mempolicy.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/rmap.h>
  23 #include <linux/mmzone.h>
  24 #include <linux/hugetlb.h>
  25 #include <linux/memcontrol.h>
  26 #include <linux/mm_inline.h>
  27 #include <linux/secretmem.h>
  28
  29 #include "internal.h"
  30
  31 struct mlock_fbatch {
  32         local_lock_t lock;
  33         struct folio_batch fbatch;
  34 };
  35
  36 static DEFINE_PER_CPU(struct mlock_fbatch, mlock_fbatch) = {
  37         .lock = INIT_LOCAL_LOCK(lock),
  38 };
  39
  40 bool can_do_mlock(void)
  41 {
  42         if (rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) != 0)
  43                 return true;
  44         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
  45                 return true;
  46         return false;
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL(can_do_mlock);
  49
  50 /*
  51  * Mlocked folios are marked with the PG_mlocked flag for efficient testing
  52  * in vmscan and, possibly, the fault path; and to support semi-accurate
  53  * statistics.
  54  *
  55  * An mlocked folio [folio_test_mlocked(folio)] is unevictable.  As such, it
  56  * will be ostensibly placed on the LRU "unevictable" list (actually no such
  57  * list exists), rather than the [in]active lists. PG_unevictable is set to
  58  * indicate the unevictable state.
  59  */
  60
  61 static struct lruvec *__mlock_folio(struct folio *folio, struct lruvec *lruvec)
  62 {
  63         /* There is nothing more we can do while it's off LRU */
  64         if (!folio_test_clear_lru(folio))
  65                 return lruvec;
  66
  67         lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
  68
  69         if (unlikely(folio_evictable(folio))) {
  70                 /*
  71                  * This is a little surprising, but quite possible: PG_mlocked
  72                  * must have got cleared already by another CPU.  Could this
  73                  * folio be unevictable?  I'm not sure, but move it now if so.
  74                  */
  75                 if (folio_test_unevictable(folio)) {
  76                         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
  77                         folio_clear_unevictable(folio);
  78                         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
  79
  80                         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED,
  81                                           folio_nr_pages(folio));
  82                 }
  83                 goto out;
  84         }
  85
  86         if (folio_test_unevictable(folio)) {
  87                 if (folio_test_mlocked(folio))
  88                         folio->mlock_count++;
  89                 goto out;
  90         }
  91
  92         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
  93         folio_clear_active(folio);
  94         folio_set_unevictable(folio);
  95         folio->mlock_count = !!folio_test_mlocked(folio);
  96         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
  97         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCULLED, folio_nr_pages(folio));
  98 out:
  99         folio_set_lru(folio);
 100         return lruvec;
 101 }
 102
 103 static struct lruvec *__mlock_new_folio(struct folio *folio, struct lruvec *lruvec)
 104 {
 105         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
 106
 107         lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
 108
 109         /* As above, this is a little surprising, but possible */
 110         if (unlikely(folio_evictable(folio)))
 111                 goto out;
 112
 113         folio_set_unevictable(folio);
 114         folio->mlock_count = !!folio_test_mlocked(folio);
 115         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCULLED, folio_nr_pages(folio));
 116 out:
 117         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
 118         folio_set_lru(folio);
 119         return lruvec;
 120 }
 121
 122 static struct lruvec *__munlock_folio(struct folio *folio, struct lruvec *lruvec)
 123 {
 124         int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 125         bool isolated = false;
 126
 127         if (!folio_test_clear_lru(folio))
 128                 goto munlock;
 129
 130         isolated = true;
 131         lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
 132
 133         if (folio_test_unevictable(folio)) {
 134                 /* Then mlock_count is maintained, but might undercount */
 135                 if (folio->mlock_count)
 136                         folio->mlock_count--;
 137                 if (folio->mlock_count)
 138                         goto out;
 139         }
 140         /* else assume that was the last mlock: reclaim will fix it if not */
 141
 142 munlock:
 143         if (folio_test_clear_mlocked(folio)) {
 144                 __zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, -nr_pages);
 145                 if (isolated || !folio_test_unevictable(folio))
 146                         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, nr_pages);
 147                 else
 148                         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSTRANDED, nr_pages);
 149         }
 150
 151         /* folio_evictable() has to be checked *after* clearing Mlocked */
 152         if (isolated && folio_test_unevictable(folio) && folio_evictable(folio)) {
 153                 lruvec_del_folio(lruvec, folio);
 154                 folio_clear_unevictable(folio);
 155                 lruvec_add_folio(lruvec, folio);
 156                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, nr_pages);
 157         }
 158 out:
 159         if (isolated)
 160                 folio_set_lru(folio);
 161         return lruvec;
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Flags held in the low bits of a struct folio pointer on the mlock_fbatch.
 166  */
 167 #define LRU_FOLIO 0x1
 168 #define NEW_FOLIO 0x2
 169 static inline struct folio *mlock_lru(struct folio *folio)
 170 {
 171         return (struct folio *)((unsigned long)folio + LRU_FOLIO);
 172 }
 173
 174 static inline struct folio *mlock_new(struct folio *folio)
 175 {
 176         return (struct folio *)((unsigned long)folio + NEW_FOLIO);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * mlock_folio_batch() is derived from folio_batch_move_lru(): perhaps that can
 181  * make use of such folio pointer flags in future, but for now just keep it for
 182  * mlock.  We could use three separate folio batches instead, but one feels
 183  * better (munlocking a full folio batch does not need to drain mlocking folio
 184  * batches first).
 185  */
 186 static void mlock_folio_batch(struct folio_batch *fbatch)
 187 {
 188         struct lruvec *lruvec = NULL;
 189         unsigned long mlock;
 190         struct folio *folio;
 191         int i;
 192
 193         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++) {
 194                 folio = fbatch->folios[i];
 195                 mlock = (unsigned long)folio & (LRU_FOLIO | NEW_FOLIO);
 196                 folio = (struct folio *)((unsigned long)folio - mlock);
 197                 fbatch->folios[i] = folio;
 198
 199                 if (mlock & LRU_FOLIO)
 200                         lruvec = __mlock_folio(folio, lruvec);
 201                 else if (mlock & NEW_FOLIO)
 202                         lruvec = __mlock_new_folio(folio, lruvec);
 203                 else
 204                         lruvec = __munlock_folio(folio, lruvec);
 205         }
 206
 207         if (lruvec)
 208                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
 209         folios_put(fbatch->folios, folio_batch_count(fbatch));
 210         folio_batch_reinit(fbatch);
 211 }
 212
 213 void mlock_drain_local(void)
 214 {
 215         struct folio_batch *fbatch;
 216
 217         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 218         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 219         if (folio_batch_count(fbatch))
 220                 mlock_folio_batch(fbatch);
 221         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 222 }
 223
 224 void mlock_drain_remote(int cpu)
 225 {
 226         struct folio_batch *fbatch;
 227
 228         WARN_ON_ONCE(cpu_online(cpu));
 229         fbatch = &per_cpu(mlock_fbatch.fbatch, cpu);
 230         if (folio_batch_count(fbatch))
 231                 mlock_folio_batch(fbatch);
 232 }
 233
 234 bool need_mlock_drain(int cpu)
 235 {
 236         return folio_batch_count(&per_cpu(mlock_fbatch.fbatch, cpu));
 237 }
 238
 239 /**
 240  * mlock_folio - mlock a folio already on (or temporarily off) LRU
 241  * @folio: folio to be mlocked.
 242  */
 243 void mlock_folio(struct folio *folio)
 244 {
 245         struct folio_batch *fbatch;
 246
 247         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 248         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 249
 250         if (!folio_test_set_mlocked(folio)) {
 251                 int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 252
 253                 zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, nr_pages);
 254                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 255         }
 256
 257         folio_get(folio);
 258         if (!folio_batch_add(fbatch, mlock_lru(folio)) ||
 259             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 260                 mlock_folio_batch(fbatch);
 261         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 262 }
 263
 264 /**
 265  * mlock_new_folio - mlock a newly allocated folio not yet on LRU
 266  * @folio: folio to be mlocked, either normal or a THP head.
 267  */
 268 void mlock_new_folio(struct folio *folio)
 269 {
 270         struct folio_batch *fbatch;
 271         int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 272
 273         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 274         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 275         folio_set_mlocked(folio);
 276
 277         zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, nr_pages);
 278         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 279
 280         folio_get(folio);
 281         if (!folio_batch_add(fbatch, mlock_new(folio)) ||
 282             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 283                 mlock_folio_batch(fbatch);
 284         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 285 }
 286
 287 /**
 288  * munlock_folio - munlock a folio
 289  * @folio: folio to be munlocked, either normal or a THP head.
 290  */
 291 void munlock_folio(struct folio *folio)
 292 {
 293         struct folio_batch *fbatch;
 294
 295         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 296         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 297         /*
 298          * folio_test_clear_mlocked(folio) must be left to __munlock_folio(),
 299          * which will check whether the folio is multiply mlocked.
 300          */
 301         folio_get(folio);
 302         if (!folio_batch_add(fbatch, folio) ||
 303             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 304                 mlock_folio_batch(fbatch);
 305         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 306 }
 307
 308 static inline unsigned int folio_mlock_step(struct folio *folio,
 309                 pte_t *pte, unsigned long addr, unsigned long end)
 310 {
 311         unsigned int count, i, nr = folio_nr_pages(folio);
 312         unsigned long pfn = folio_pfn(folio);
 313         pte_t ptent = ptep_get(pte);
 314
 315         if (!folio_test_large(folio))
 316                 return 1;
 317
 318         count = pfn + nr - pte_pfn(ptent);
 319         count = min_t(unsigned int, count, (end - addr) >> PAGE_SHIFT);
 320
 321         for (i = 0; i < count; i++, pte++) {
 322                 pte_t entry = ptep_get(pte);
 323
 324                 if (!pte_present(entry))
 325                         break;
 326                 if (pte_pfn(entry) - pfn >= nr)
 327                         break;
 328         }
 329
 330         return i;
 331 }
 332
 333 static inline bool allow_mlock_munlock(struct folio *folio,
 334                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 335                 unsigned long end, unsigned int step)
 336 {
 337         /*
 338          * For unlock, allow munlock large folio which is partially
 339          * mapped to VMA. As it's possible that large folio is
 340          * mlocked and VMA is split later.
 341          *
 342          * During memory pressure, such kind of large folio can
 343          * be split. And the pages are not in VM_LOCKed VMA
 344          * can be reclaimed.
 345          */
 346         if (!(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
 347                 return true;
 348
 349         /* folio not in range [start, end), skip mlock */
 350         if (!folio_within_range(folio, vma, start, end))
 351                 return false;
 352
 353         /* folio is not fully mapped, skip mlock */
 354         if (step != folio_nr_pages(folio))
 355                 return false;
 356
 357         return true;
 358 }
 359
 360 static int mlock_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 361                            unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 362
 363 {
 364         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
 365         spinlock_t *ptl;
 366         pte_t *start_pte, *pte;
 367         pte_t ptent;
 368         struct folio *folio;
 369         unsigned int step = 1;
 370         unsigned long start = addr;
 371
 372         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
 373         if (ptl) {
 374                 if (!pmd_present(*pmd))
 375                         goto out;
 376                 if (is_huge_zero_pmd(*pmd))
 377                         goto out;
 378                 folio = page_folio(pmd_page(*pmd));
 379                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 380                         mlock_folio(folio);
 381                 else
 382                         munlock_folio(folio);
 383                 goto out;
 384         }
 385
 386         start_pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 387         if (!start_pte) {
 388                 walk->action = ACTION_AGAIN;
 389                 return 0;
 390         }
 391
 392         for (pte = start_pte; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 393                 ptent = ptep_get(pte);
 394                 if (!pte_present(ptent))
 395                         continue;
 396                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, ptent);
 397                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
 398                         continue;
 399
 400                 step = folio_mlock_step(folio, pte, addr, end);
 401                 if (!allow_mlock_munlock(folio, vma, start, end, step))
 402                         goto next_entry;
 403
 404                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 405                         mlock_folio(folio);
 406                 else
 407                         munlock_folio(folio);
 408
 409 next_entry:
 410                 pte += step - 1;
 411                 addr += (step - 1) << PAGE_SHIFT;
 412         }
 413         pte_unmap(start_pte);
 414 out:
 415         spin_unlock(ptl);
 416         cond_resched();
 417         return 0;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * mlock_vma_pages_range() - mlock any pages already in the range,
 422  *                           or munlock all pages in the range.
 423  * @vma - vma containing range to be mlock()ed or munlock()ed
 424  * @start - start address in @vma of the range
 425  * @end - end of range in @vma
 426  * @newflags - the new set of flags for @vma.
 427  *
 428  * Called for mlock(), mlock2() and mlockall(), to set @vma VM_LOCKED;
 429  * called for munlock() and munlockall(), to clear VM_LOCKED from @vma.
 430  */
 431 static void mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 432         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 433 {
 434         static const struct mm_walk_ops mlock_walk_ops = {
 435                 .pmd_entry = mlock_pte_range,
 436                 .walk_lock = PGWALK_WRLOCK_VERIFY,
 437         };
 438
 439         /*
 440          * There is a slight chance that concurrent page migration,
 441          * or page reclaim finding a page of this now-VM_LOCKED vma,
 442          * will call mlock_vma_folio() and raise page's mlock_count:
 443          * double counting, leaving the page unevictable indefinitely.
 444          * Communicate this danger to mlock_vma_folio() with VM_IO,
 445          * which is a VM_SPECIAL flag not allowed on VM_LOCKED vmas.
 446          * mmap_lock is held in write mode here, so this weird
 447          * combination should not be visible to other mmap_lock users;
 448          * but WRITE_ONCE so rmap walkers must see VM_IO if VM_LOCKED.
 449          */
 450         if (newflags & VM_LOCKED)
 451                 newflags |= VM_IO;
 452         vma_start_write(vma);
 453         vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 454
 455         lru_add_drain();
 456         walk_page_range(vma->vm_mm, start, end, &mlock_walk_ops, NULL);
 457         lru_add_drain();
 458
 459         if (newflags & VM_IO) {
 460                 newflags &= ~VM_IO;
 461                 vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 462         }
 463 }
 464
 465 /*
 466  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 467  *
 468  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 469  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 470  * populate the ptes.
 471  *
 472  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 473  */
 474 static int mlock_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
 475                struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
 476                unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 477 {
 478         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 479         int nr_pages;
 480         int ret = 0;
 481         vm_flags_t oldflags = vma->vm_flags;
 482
 483         if (newflags == oldflags || (oldflags & VM_SPECIAL) ||
 484             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm) ||
 485             vma_is_dax(vma) || vma_is_secretmem(vma))
 486                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 487                 goto out;
 488
 489         vma = vma_modify_flags(vmi, *prev, vma, start, end, newflags);
 490         if (IS_ERR(vma)) {
 491                 ret = PTR_ERR(vma);
 492                 goto out;
 493         }
 494
 495         /*
 496          * Keep track of amount of locked VM.
 497          */
 498         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 499         if (!(newflags & VM_LOCKED))
 500                 nr_pages = -nr_pages;
 501         else if (oldflags & VM_LOCKED)
 502                 nr_pages = 0;
 503         mm->locked_vm += nr_pages;
 504
 505         /*
 506          * vm_flags is protected by the mmap_lock held in write mode.
 507          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 508          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 509          */
 510         if ((newflags & VM_LOCKED) && (oldflags & VM_LOCKED)) {
 511                 /* No work to do, and mlocking twice would be wrong */
 512                 vma_start_write(vma);
 513                 vm_flags_reset(vma, newflags);
 514         } else {
 515                 mlock_vma_pages_range(vma, start, end, newflags);
 516         }
 517 out:
 518         *prev = vma;
 519         return ret;
 520 }
 521
 522 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 523                                 vm_flags_t flags)
 524 {
 525         unsigned long nstart, end, tmp;
 526         struct vm_area_struct *vma, *prev;
 527         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
 528
 529         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 530         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 531         end = start + len;
 532         if (end < start)
 533                 return -EINVAL;
 534         if (end == start)
 535                 return 0;
 536         vma = vma_iter_load(&vmi);
 537         if (!vma)
 538                 return -ENOMEM;
 539
 540         prev = vma_prev(&vmi);
 541         if (start > vma->vm_start)
 542                 prev = vma;
 543
 544         nstart = start;
 545         tmp = vma->vm_start;
 546         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 547                 int error;
 548                 vm_flags_t newflags;
 549
 550                 if (vma->vm_start != tmp)
 551                         return -ENOMEM;
 552
 553                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 554                 newflags |= flags;
 555                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 556                 tmp = vma->vm_end;
 557                 if (tmp > end)
 558                         tmp = end;
 559                 error = mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 560                 if (error)
 561                         return error;
 562                 tmp = vma_iter_end(&vmi);
 563                 nstart = tmp;
 564         }
 565
 566         if (tmp < end)
 567                 return -ENOMEM;
 568
 569         return 0;
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 574  * vma pages, as return value.
 575  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 576  * is also counted.
 577  * Return value: previously mlocked page counts
 578  */
 579 static unsigned long count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 580                 unsigned long start, size_t len)
 581 {
 582         struct vm_area_struct *vma;
 583         unsigned long count = 0;
 584         unsigned long end;
 585         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
 586
 587         /* Don't overflow past ULONG_MAX */
 588         if (unlikely(ULONG_MAX - len < start))
 589                 end = ULONG_MAX;
 590         else
 591                 end = start + len;
 592
 593         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 594                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 595                         if (start > vma->vm_start)
 596                                 count -= (start - vma->vm_start);
 597                         if (end < vma->vm_end) {
 598                                 count += end - vma->vm_start;
 599                                 break;
 600                         }
 601                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 602                 }
 603         }
 604
 605         return count >> PAGE_SHIFT;
 606 }
 607
 608 /*
 609  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 610  */
 611 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 612 {
 613         if (retval == -EFAULT)
 614                 retval = -ENOMEM;
 615         else if (retval == -ENOMEM)
 616                 retval = -EAGAIN;
 617         return retval;
 618 }
 619
 620 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 621 {
 622         unsigned long locked;
 623         unsigned long lock_limit;
 624         int error = -ENOMEM;
 625
 626         start = untagged_addr(start);
 627
 628         if (!can_do_mlock())
 629                 return -EPERM;
 630
 631         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 632         start &= PAGE_MASK;
 633
 634         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 635         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 636         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 637
 638         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 639                 return -EINTR;
 640
 641         locked += current->mm->locked_vm;
 642         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 643                 /*
 644                  * It is possible that the regions requested intersect with
 645                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 646                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 647                  * and adjust locked count if necessary.
 648                  */
 649                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 650                                 start, len);
 651         }
 652
 653         /* check against resource limits */
 654         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 655                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 656
 657         mmap_write_unlock(current->mm);
 658         if (error)
 659                 return error;
 660
 661         error = __mm_populate(start, len, 0);
 662         if (error)
 663                 return __mlock_posix_error_return(error);
 664         return 0;
 665 }
 666
 667 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 668 {
 669         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 670 }
 671
 672 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 673 {
 674         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 675
 676         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 677                 return -EINVAL;
 678
 679         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 680                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 681
 682         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 683 }
 684
 685 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 686 {
 687         int ret;
 688
 689         start = untagged_addr(start);
 690
 691         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 692         start &= PAGE_MASK;
 693
 694         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 695                 return -EINTR;
 696         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 697         mmap_write_unlock(current->mm);
 698
 699         return ret;
 700 }
 701
 702 /*
 703  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 704  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 705  * flags for all current VMAs.
 706  *
 707  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 708  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 709  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 710  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 711  */
 712 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 713 {
 714         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, 0);
 715         struct vm_area_struct *vma, *prev = NULL;
 716         vm_flags_t to_add = 0;
 717
 718         current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED_MASK;
 719         if (flags & MCL_FUTURE) {
 720                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 721
 722                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 723                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 724
 725                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 726                         goto out;
 727         }
 728
 729         if (flags & MCL_CURRENT) {
 730                 to_add |= VM_LOCKED;
 731                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 732                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 733         }
 734
 735         for_each_vma(vmi, vma) {
 736                 vm_flags_t newflags;
 737
 738                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 739                 newflags |= to_add;
 740
 741                 /* Ignore errors */
 742                 mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end,
 743                             newflags);
 744                 cond_resched();
 745         }
 746 out:
 747         return 0;
 748 }
 749
 750 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 751 {
 752         unsigned long lock_limit;
 753         int ret;
 754
 755         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)) ||
 756             flags == MCL_ONFAULT)
 757                 return -EINVAL;
 758
 759         if (!can_do_mlock())
 760                 return -EPERM;
 761
 762         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 763         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 764
 765         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 766                 return -EINTR;
 767
 768         ret = -ENOMEM;
 769         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 770             capable(CAP_IPC_LOCK))
 771                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 772         mmap_write_unlock(current->mm);
 773         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 774                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 775
 776         return ret;
 777 }
 778
 779 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 780 {
 781         int ret;
 782
 783         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 784                 return -EINTR;
 785         ret = apply_mlockall_flags(0);
 786         mmap_write_unlock(current->mm);
 787         return ret;
 788 }
 789
 790 /*
 791  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 792  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 793  */
 794 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 795
 796 int user_shm_lock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 797 {
 798         unsigned long lock_limit, locked;
 799         long memlock;
 800         int allowed = 0;
 801
 802         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 803         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 804         if (lock_limit != RLIM_INFINITY)
 805                 lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 806         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 807         memlock = inc_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 808
 809         if ((memlock == LONG_MAX || memlock > lock_limit) && !capable(CAP_IPC_LOCK)) {
 810                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 811                 goto out;
 812         }
 813         if (!get_ucounts(ucounts)) {
 814                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 815                 allowed = 0;
 816                 goto out;
 817         }
 818         allowed = 1;
 819 out:
 820         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 821         return allowed;
 822 }
 823
 824 void user_shm_unlock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 825 {
 826         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 827         dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT);
 828         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 829         put_ucounts(ucounts);
 830 }