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 int mlock_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 309                            unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 310
 311 {
 312         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
 313         spinlock_t *ptl;
 314         pte_t *start_pte, *pte;
 315         struct folio *folio;
 316
 317         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
 318         if (ptl) {
 319                 if (!pmd_present(*pmd))
 320                         goto out;
 321                 if (is_huge_zero_pmd(*pmd))
 322                         goto out;
 323                 folio = page_folio(pmd_page(*pmd));
 324                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 325                         mlock_folio(folio);
 326                 else
 327                         munlock_folio(folio);
 328                 goto out;
 329         }
 330
 331         start_pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 332         if (!start_pte) {
 333                 walk->action = ACTION_AGAIN;
 334                 return 0;
 335         }
 336         for (pte = start_pte; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 337                 if (!pte_present(*pte))
 338                         continue;
 339                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, *pte);
 340                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
 341                         continue;
 342                 if (folio_test_large(folio))
 343                         continue;
 344                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 345                         mlock_folio(folio);
 346                 else
 347                         munlock_folio(folio);
 348         }
 349         pte_unmap(start_pte);
 350 out:
 351         spin_unlock(ptl);
 352         cond_resched();
 353         return 0;
 354 }
 355
 356 /*
 357  * mlock_vma_pages_range() - mlock any pages already in the range,
 358  *                           or munlock all pages in the range.
 359  * @vma - vma containing range to be mlock()ed or munlock()ed
 360  * @start - start address in @vma of the range
 361  * @end - end of range in @vma
 362  * @newflags - the new set of flags for @vma.
 363  *
 364  * Called for mlock(), mlock2() and mlockall(), to set @vma VM_LOCKED;
 365  * called for munlock() and munlockall(), to clear VM_LOCKED from @vma.
 366  */
 367 static void mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 368         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 369 {
 370         static const struct mm_walk_ops mlock_walk_ops = {
 371                 .pmd_entry = mlock_pte_range,
 372         };
 373
 374         /*
 375          * There is a slight chance that concurrent page migration,
 376          * or page reclaim finding a page of this now-VM_LOCKED vma,
 377          * will call mlock_vma_folio() and raise page's mlock_count:
 378          * double counting, leaving the page unevictable indefinitely.
 379          * Communicate this danger to mlock_vma_folio() with VM_IO,
 380          * which is a VM_SPECIAL flag not allowed on VM_LOCKED vmas.
 381          * mmap_lock is held in write mode here, so this weird
 382          * combination should not be visible to other mmap_lock users;
 383          * but WRITE_ONCE so rmap walkers must see VM_IO if VM_LOCKED.
 384          */
 385         if (newflags & VM_LOCKED)
 386                 newflags |= VM_IO;
 387         vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 388
 389         lru_add_drain();
 390         walk_page_range(vma->vm_mm, start, end, &mlock_walk_ops, NULL);
 391         lru_add_drain();
 392
 393         if (newflags & VM_IO) {
 394                 newflags &= ~VM_IO;
 395                 vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 396         }
 397 }
 398
 399 /*
 400  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 401  *
 402  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 403  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 404  * populate the ptes.
 405  *
 406  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 407  */
 408 static int mlock_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
 409                struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
 410                unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 411 {
 412         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 413         pgoff_t pgoff;
 414         int nr_pages;
 415         int ret = 0;
 416         vm_flags_t oldflags = vma->vm_flags;
 417
 418         if (newflags == oldflags || (oldflags & VM_SPECIAL) ||
 419             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm) ||
 420             vma_is_dax(vma) || vma_is_secretmem(vma))
 421                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 422                 goto out;
 423
 424         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 425         *prev = vma_merge(vmi, mm, *prev, start, end, newflags,
 426                         vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma),
 427                         vma->vm_userfaultfd_ctx, anon_vma_name(vma));
 428         if (*prev) {
 429                 vma = *prev;
 430                 goto success;
 431         }
 432
 433         if (start != vma->vm_start) {
 434                 ret = split_vma(vmi, vma, start, 1);
 435                 if (ret)
 436                         goto out;
 437         }
 438
 439         if (end != vma->vm_end) {
 440                 ret = split_vma(vmi, vma, end, 0);
 441                 if (ret)
 442                         goto out;
 443         }
 444
 445 success:
 446         /*
 447          * Keep track of amount of locked VM.
 448          */
 449         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 450         if (!(newflags & VM_LOCKED))
 451                 nr_pages = -nr_pages;
 452         else if (oldflags & VM_LOCKED)
 453                 nr_pages = 0;
 454         mm->locked_vm += nr_pages;
 455
 456         /*
 457          * vm_flags is protected by the mmap_lock held in write mode.
 458          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 459          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 460          */
 461
 462         if ((newflags & VM_LOCKED) && (oldflags & VM_LOCKED)) {
 463                 /* No work to do, and mlocking twice would be wrong */
 464                 vm_flags_reset(vma, newflags);
 465         } else {
 466                 mlock_vma_pages_range(vma, start, end, newflags);
 467         }
 468 out:
 469         *prev = vma;
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 474                                 vm_flags_t flags)
 475 {
 476         unsigned long nstart, end, tmp;
 477         struct vm_area_struct *vma, *prev;
 478         int error;
 479         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
 480
 481         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 482         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 483         end = start + len;
 484         if (end < start)
 485                 return -EINVAL;
 486         if (end == start)
 487                 return 0;
 488         vma = vma_iter_load(&vmi);
 489         if (!vma)
 490                 return -ENOMEM;
 491
 492         prev = vma_prev(&vmi);
 493         if (start > vma->vm_start)
 494                 prev = vma;
 495
 496         nstart = start;
 497         tmp = vma->vm_start;
 498         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 499                 vm_flags_t newflags;
 500
 501                 if (vma->vm_start != tmp)
 502                         return -ENOMEM;
 503
 504                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 505                 newflags |= flags;
 506                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 507                 tmp = vma->vm_end;
 508                 if (tmp > end)
 509                         tmp = end;
 510                 error = mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 511                 if (error)
 512                         break;
 513                 nstart = tmp;
 514         }
 515
 516         if (vma_iter_end(&vmi) < end)
 517                 return -ENOMEM;
 518
 519         return error;
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 524  * vma pages, as return value.
 525  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 526  * is also counted.
 527  * Return value: previously mlocked page counts
 528  */
 529 static unsigned long count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 530                 unsigned long start, size_t len)
 531 {
 532         struct vm_area_struct *vma;
 533         unsigned long count = 0;
 534         unsigned long end;
 535         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
 536
 537         /* Don't overflow past ULONG_MAX */
 538         if (unlikely(ULONG_MAX - len < start))
 539                 end = ULONG_MAX;
 540         else
 541                 end = start + len;
 542
 543         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 544                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 545                         if (start > vma->vm_start)
 546                                 count -= (start - vma->vm_start);
 547                         if (end < vma->vm_end) {
 548                                 count += end - vma->vm_start;
 549                                 break;
 550                         }
 551                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 552                 }
 553         }
 554
 555         return count >> PAGE_SHIFT;
 556 }
 557
 558 /*
 559  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 560  */
 561 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 562 {
 563         if (retval == -EFAULT)
 564                 retval = -ENOMEM;
 565         else if (retval == -ENOMEM)
 566                 retval = -EAGAIN;
 567         return retval;
 568 }
 569
 570 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 571 {
 572         unsigned long locked;
 573         unsigned long lock_limit;
 574         int error = -ENOMEM;
 575
 576         start = untagged_addr(start);
 577
 578         if (!can_do_mlock())
 579                 return -EPERM;
 580
 581         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 582         start &= PAGE_MASK;
 583
 584         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 585         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 586         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 587
 588         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 589                 return -EINTR;
 590
 591         locked += current->mm->locked_vm;
 592         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 593                 /*
 594                  * It is possible that the regions requested intersect with
 595                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 596                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 597                  * and adjust locked count if necessary.
 598                  */
 599                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 600                                 start, len);
 601         }
 602
 603         /* check against resource limits */
 604         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 605                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 606
 607         mmap_write_unlock(current->mm);
 608         if (error)
 609                 return error;
 610
 611         error = __mm_populate(start, len, 0);
 612         if (error)
 613                 return __mlock_posix_error_return(error);
 614         return 0;
 615 }
 616
 617 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 618 {
 619         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 620 }
 621
 622 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 623 {
 624         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 625
 626         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 627                 return -EINVAL;
 628
 629         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 630                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 631
 632         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 633 }
 634
 635 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 636 {
 637         int ret;
 638
 639         start = untagged_addr(start);
 640
 641         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 642         start &= PAGE_MASK;
 643
 644         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 645                 return -EINTR;
 646         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 647         mmap_write_unlock(current->mm);
 648
 649         return ret;
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 654  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 655  * flags for all current VMAs.
 656  *
 657  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 658  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 659  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 660  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 661  */
 662 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 663 {
 664         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, 0);
 665         struct vm_area_struct *vma, *prev = NULL;
 666         vm_flags_t to_add = 0;
 667
 668         current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED_MASK;
 669         if (flags & MCL_FUTURE) {
 670                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 671
 672                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 673                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 674
 675                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 676                         goto out;
 677         }
 678
 679         if (flags & MCL_CURRENT) {
 680                 to_add |= VM_LOCKED;
 681                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 682                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 683         }
 684
 685         for_each_vma(vmi, vma) {
 686                 vm_flags_t newflags;
 687
 688                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 689                 newflags |= to_add;
 690
 691                 /* Ignore errors */
 692                 mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end,
 693                             newflags);
 694                 cond_resched();
 695         }
 696 out:
 697         return 0;
 698 }
 699
 700 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 701 {
 702         unsigned long lock_limit;
 703         int ret;
 704
 705         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)) ||
 706             flags == MCL_ONFAULT)
 707                 return -EINVAL;
 708
 709         if (!can_do_mlock())
 710                 return -EPERM;
 711
 712         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 713         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 714
 715         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 716                 return -EINTR;
 717
 718         ret = -ENOMEM;
 719         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 720             capable(CAP_IPC_LOCK))
 721                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 722         mmap_write_unlock(current->mm);
 723         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 724                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 725
 726         return ret;
 727 }
 728
 729 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 730 {
 731         int ret;
 732
 733         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 734                 return -EINTR;
 735         ret = apply_mlockall_flags(0);
 736         mmap_write_unlock(current->mm);
 737         return ret;
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 742  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 743  */
 744 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 745
 746 int user_shm_lock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 747 {
 748         unsigned long lock_limit, locked;
 749         long memlock;
 750         int allowed = 0;
 751
 752         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 753         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 754         if (lock_limit != RLIM_INFINITY)
 755                 lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 756         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 757         memlock = inc_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 758
 759         if ((memlock == LONG_MAX || memlock > lock_limit) && !capable(CAP_IPC_LOCK)) {
 760                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 761                 goto out;
 762         }
 763         if (!get_ucounts(ucounts)) {
 764                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 765                 allowed = 0;
 766                 goto out;
 767         }
 768         allowed = 1;
 769 out:
 770         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 771         return allowed;
 772 }
 773
 774 void user_shm_unlock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 775 {
 776         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 777         dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT);
 778         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 779         put_ucounts(ucounts);
 780 }