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);
 210 }
 211
 212 void mlock_drain_local(void)
 213 {
 214         struct folio_batch *fbatch;
 215
 216         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 217         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 218         if (folio_batch_count(fbatch))
 219                 mlock_folio_batch(fbatch);
 220         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 221 }
 222
 223 void mlock_drain_remote(int cpu)
 224 {
 225         struct folio_batch *fbatch;
 226
 227         WARN_ON_ONCE(cpu_online(cpu));
 228         fbatch = &per_cpu(mlock_fbatch.fbatch, cpu);
 229         if (folio_batch_count(fbatch))
 230                 mlock_folio_batch(fbatch);
 231 }
 232
 233 bool need_mlock_drain(int cpu)
 234 {
 235         return folio_batch_count(&per_cpu(mlock_fbatch.fbatch, cpu));
 236 }
 237
 238 /**
 239  * mlock_folio - mlock a folio already on (or temporarily off) LRU
 240  * @folio: folio to be mlocked.
 241  */
 242 void mlock_folio(struct folio *folio)
 243 {
 244         struct folio_batch *fbatch;
 245
 246         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 247         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 248
 249         if (!folio_test_set_mlocked(folio)) {
 250                 int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 251
 252                 zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, nr_pages);
 253                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 254         }
 255
 256         folio_get(folio);
 257         if (!folio_batch_add(fbatch, mlock_lru(folio)) ||
 258             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 259                 mlock_folio_batch(fbatch);
 260         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 261 }
 262
 263 /**
 264  * mlock_new_folio - mlock a newly allocated folio not yet on LRU
 265  * @folio: folio to be mlocked, either normal or a THP head.
 266  */
 267 void mlock_new_folio(struct folio *folio)
 268 {
 269         struct folio_batch *fbatch;
 270         int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 271
 272         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 273         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 274         folio_set_mlocked(folio);
 275
 276         zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, nr_pages);
 277         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 278
 279         folio_get(folio);
 280         if (!folio_batch_add(fbatch, mlock_new(folio)) ||
 281             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 282                 mlock_folio_batch(fbatch);
 283         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 284 }
 285
 286 /**
 287  * munlock_folio - munlock a folio
 288  * @folio: folio to be munlocked, either normal or a THP head.
 289  */
 290 void munlock_folio(struct folio *folio)
 291 {
 292         struct folio_batch *fbatch;
 293
 294         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 295         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 296         /*
 297          * folio_test_clear_mlocked(folio) must be left to __munlock_folio(),
 298          * which will check whether the folio is multiply mlocked.
 299          */
 300         folio_get(folio);
 301         if (!folio_batch_add(fbatch, folio) ||
 302             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 303                 mlock_folio_batch(fbatch);
 304         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 305 }
 306
 307 static inline unsigned int folio_mlock_step(struct folio *folio,
 308                 pte_t *pte, unsigned long addr, unsigned long end)
 309 {
 310         const fpb_t fpb_flags = FPB_IGNORE_DIRTY | FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY;
 311         unsigned int count = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
 312         pte_t ptent = ptep_get(pte);
 313
 314         if (!folio_test_large(folio))
 315                 return 1;
 316
 317         return folio_pte_batch(folio, addr, pte, ptent, count, fpb_flags, NULL,
 318                                NULL, NULL);
 319 }
 320
 321 static inline bool allow_mlock_munlock(struct folio *folio,
 322                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 323                 unsigned long end, unsigned int step)
 324 {
 325         /*
 326          * For unlock, allow munlock large folio which is partially
 327          * mapped to VMA. As it's possible that large folio is
 328          * mlocked and VMA is split later.
 329          *
 330          * During memory pressure, such kind of large folio can
 331          * be split. And the pages are not in VM_LOCKed VMA
 332          * can be reclaimed.
 333          */
 334         if (!(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
 335                 return true;
 336
 337         /* folio_within_range() cannot take KSM, but any small folio is OK */
 338         if (!folio_test_large(folio))
 339                 return true;
 340
 341         /* folio not in range [start, end), skip mlock */
 342         if (!folio_within_range(folio, vma, start, end))
 343                 return false;
 344
 345         /* folio is not fully mapped, skip mlock */
 346         if (step != folio_nr_pages(folio))
 347                 return false;
 348
 349         return true;
 350 }
 351
 352 static int mlock_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 353                            unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 354
 355 {
 356         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
 357         spinlock_t *ptl;
 358         pte_t *start_pte, *pte;
 359         pte_t ptent;
 360         struct folio *folio;
 361         unsigned int step = 1;
 362         unsigned long start = addr;
 363
 364         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
 365         if (ptl) {
 366                 if (!pmd_present(*pmd))
 367                         goto out;
 368                 if (is_huge_zero_pmd(*pmd))
 369                         goto out;
 370                 folio = pmd_folio(*pmd);
 371                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 372                         mlock_folio(folio);
 373                 else
 374                         munlock_folio(folio);
 375                 goto out;
 376         }
 377
 378         start_pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 379         if (!start_pte) {
 380                 walk->action = ACTION_AGAIN;
 381                 return 0;
 382         }
 383
 384         for (pte = start_pte; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 385                 ptent = ptep_get(pte);
 386                 if (!pte_present(ptent))
 387                         continue;
 388                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, ptent);
 389                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
 390                         continue;
 391
 392                 step = folio_mlock_step(folio, pte, addr, end);
 393                 if (!allow_mlock_munlock(folio, vma, start, end, step))
 394                         goto next_entry;
 395
 396                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 397                         mlock_folio(folio);
 398                 else
 399                         munlock_folio(folio);
 400
 401 next_entry:
 402                 pte += step - 1;
 403                 addr += (step - 1) << PAGE_SHIFT;
 404         }
 405         pte_unmap(start_pte);
 406 out:
 407         spin_unlock(ptl);
 408         cond_resched();
 409         return 0;
 410 }
 411
 412 /*
 413  * mlock_vma_pages_range() - mlock any pages already in the range,
 414  *                           or munlock all pages in the range.
 415  * @vma - vma containing range to be mlock()ed or munlock()ed
 416  * @start - start address in @vma of the range
 417  * @end - end of range in @vma
 418  * @newflags - the new set of flags for @vma.
 419  *
 420  * Called for mlock(), mlock2() and mlockall(), to set @vma VM_LOCKED;
 421  * called for munlock() and munlockall(), to clear VM_LOCKED from @vma.
 422  */
 423 static void mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 424         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 425 {
 426         static const struct mm_walk_ops mlock_walk_ops = {
 427                 .pmd_entry = mlock_pte_range,
 428                 .walk_lock = PGWALK_WRLOCK_VERIFY,
 429         };
 430
 431         /*
 432          * There is a slight chance that concurrent page migration,
 433          * or page reclaim finding a page of this now-VM_LOCKED vma,
 434          * will call mlock_vma_folio() and raise page's mlock_count:
 435          * double counting, leaving the page unevictable indefinitely.
 436          * Communicate this danger to mlock_vma_folio() with VM_IO,
 437          * which is a VM_SPECIAL flag not allowed on VM_LOCKED vmas.
 438          * mmap_lock is held in write mode here, so this weird
 439          * combination should not be visible to other mmap_lock users;
 440          * but WRITE_ONCE so rmap walkers must see VM_IO if VM_LOCKED.
 441          */
 442         if (newflags & VM_LOCKED)
 443                 newflags |= VM_IO;
 444         vma_start_write(vma);
 445         vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 446
 447         lru_add_drain();
 448         walk_page_range(vma->vm_mm, start, end, &mlock_walk_ops, NULL);
 449         lru_add_drain();
 450
 451         if (newflags & VM_IO) {
 452                 newflags &= ~VM_IO;
 453                 vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 454         }
 455 }
 456
 457 /*
 458  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 459  *
 460  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 461  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 462  * populate the ptes.
 463  *
 464  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 465  */
 466 static int mlock_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
 467                struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
 468                unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 469 {
 470         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 471         int nr_pages;
 472         int ret = 0;
 473         vm_flags_t oldflags = vma->vm_flags;
 474
 475         if (newflags == oldflags || (oldflags & VM_SPECIAL) ||
 476             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm) ||
 477             vma_is_dax(vma) || vma_is_secretmem(vma) || (oldflags & VM_DROPPABLE))
 478                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 479                 goto out;
 480
 481         vma = vma_modify_flags(vmi, *prev, vma, start, end, newflags);
 482         if (IS_ERR(vma)) {
 483                 ret = PTR_ERR(vma);
 484                 goto out;
 485         }
 486
 487         /*
 488          * Keep track of amount of locked VM.
 489          */
 490         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 491         if (!(newflags & VM_LOCKED))
 492                 nr_pages = -nr_pages;
 493         else if (oldflags & VM_LOCKED)
 494                 nr_pages = 0;
 495         mm->locked_vm += nr_pages;
 496
 497         /*
 498          * vm_flags is protected by the mmap_lock held in write mode.
 499          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 500          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 501          */
 502         if ((newflags & VM_LOCKED) && (oldflags & VM_LOCKED)) {
 503                 /* No work to do, and mlocking twice would be wrong */
 504                 vma_start_write(vma);
 505                 vm_flags_reset(vma, newflags);
 506         } else {
 507                 mlock_vma_pages_range(vma, start, end, newflags);
 508         }
 509 out:
 510         *prev = vma;
 511         return ret;
 512 }
 513
 514 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 515                                 vm_flags_t flags)
 516 {
 517         unsigned long nstart, end, tmp;
 518         struct vm_area_struct *vma, *prev;
 519         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
 520
 521         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 522         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 523         end = start + len;
 524         if (end < start)
 525                 return -EINVAL;
 526         if (end == start)
 527                 return 0;
 528         vma = vma_iter_load(&vmi);
 529         if (!vma)
 530                 return -ENOMEM;
 531
 532         prev = vma_prev(&vmi);
 533         if (start > vma->vm_start)
 534                 prev = vma;
 535
 536         nstart = start;
 537         tmp = vma->vm_start;
 538         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 539                 int error;
 540                 vm_flags_t newflags;
 541
 542                 if (vma->vm_start != tmp)
 543                         return -ENOMEM;
 544
 545                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 546                 newflags |= flags;
 547                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 548                 tmp = vma->vm_end;
 549                 if (tmp > end)
 550                         tmp = end;
 551                 error = mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 552                 if (error)
 553                         return error;
 554                 tmp = vma_iter_end(&vmi);
 555                 nstart = tmp;
 556         }
 557
 558         if (tmp < end)
 559                 return -ENOMEM;
 560
 561         return 0;
 562 }
 563
 564 /*
 565  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 566  * vma pages, as return value.
 567  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 568  * is also counted.
 569  * Return value: previously mlocked page counts
 570  */
 571 static unsigned long count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 572                 unsigned long start, size_t len)
 573 {
 574         struct vm_area_struct *vma;
 575         unsigned long count = 0;
 576         unsigned long end;
 577         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
 578
 579         /* Don't overflow past ULONG_MAX */
 580         if (unlikely(ULONG_MAX - len < start))
 581                 end = ULONG_MAX;
 582         else
 583                 end = start + len;
 584
 585         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 586                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 587                         if (start > vma->vm_start)
 588                                 count -= (start - vma->vm_start);
 589                         if (end < vma->vm_end) {
 590                                 count += end - vma->vm_start;
 591                                 break;
 592                         }
 593                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 594                 }
 595         }
 596
 597         return count >> PAGE_SHIFT;
 598 }
 599
 600 /*
 601  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 602  */
 603 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 604 {
 605         if (retval == -EFAULT)
 606                 retval = -ENOMEM;
 607         else if (retval == -ENOMEM)
 608                 retval = -EAGAIN;
 609         return retval;
 610 }
 611
 612 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 613 {
 614         unsigned long locked;
 615         unsigned long lock_limit;
 616         int error = -ENOMEM;
 617
 618         start = untagged_addr(start);
 619
 620         if (!can_do_mlock())
 621                 return -EPERM;
 622
 623         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 624         start &= PAGE_MASK;
 625
 626         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 627         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 628         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 629
 630         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 631                 return -EINTR;
 632
 633         locked += current->mm->locked_vm;
 634         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 635                 /*
 636                  * It is possible that the regions requested intersect with
 637                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 638                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 639                  * and adjust locked count if necessary.
 640                  */
 641                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 642                                 start, len);
 643         }
 644
 645         /* check against resource limits */
 646         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 647                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 648
 649         mmap_write_unlock(current->mm);
 650         if (error)
 651                 return error;
 652
 653         error = __mm_populate(start, len, 0);
 654         if (error)
 655                 return __mlock_posix_error_return(error);
 656         return 0;
 657 }
 658
 659 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 660 {
 661         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 662 }
 663
 664 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 665 {
 666         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 667
 668         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 669                 return -EINVAL;
 670
 671         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 672                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 673
 674         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 675 }
 676
 677 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 678 {
 679         int ret;
 680
 681         start = untagged_addr(start);
 682
 683         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 684         start &= PAGE_MASK;
 685
 686         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 687                 return -EINTR;
 688         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 689         mmap_write_unlock(current->mm);
 690
 691         return ret;
 692 }
 693
 694 /*
 695  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 696  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 697  * flags for all current VMAs.
 698  *
 699  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 700  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 701  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 702  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 703  */
 704 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 705 {
 706         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, 0);
 707         struct vm_area_struct *vma, *prev = NULL;
 708         vm_flags_t to_add = 0;
 709
 710         current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED_MASK;
 711         if (flags & MCL_FUTURE) {
 712                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 713
 714                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 715                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 716
 717                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 718                         goto out;
 719         }
 720
 721         if (flags & MCL_CURRENT) {
 722                 to_add |= VM_LOCKED;
 723                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 724                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 725         }
 726
 727         for_each_vma(vmi, vma) {
 728                 int error;
 729                 vm_flags_t newflags;
 730
 731                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 732                 newflags |= to_add;
 733
 734                 error = mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end,
 735                                     newflags);
 736                 /* Ignore errors, but prev needs fixing up. */
 737                 if (error)
 738                         prev = vma;
 739                 cond_resched();
 740         }
 741 out:
 742         return 0;
 743 }
 744
 745 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 746 {
 747         unsigned long lock_limit;
 748         int ret;
 749
 750         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)) ||
 751             flags == MCL_ONFAULT)
 752                 return -EINVAL;
 753
 754         if (!can_do_mlock())
 755                 return -EPERM;
 756
 757         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 758         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 759
 760         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 761                 return -EINTR;
 762
 763         ret = -ENOMEM;
 764         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 765             capable(CAP_IPC_LOCK))
 766                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 767         mmap_write_unlock(current->mm);
 768         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 769                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 770
 771         return ret;
 772 }
 773
 774 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 775 {
 776         int ret;
 777
 778         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 779                 return -EINTR;
 780         ret = apply_mlockall_flags(0);
 781         mmap_write_unlock(current->mm);
 782         return ret;
 783 }
 784
 785 /*
 786  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 787  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 788  */
 789 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 790
 791 int user_shm_lock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 792 {
 793         unsigned long lock_limit, locked;
 794         long memlock;
 795         int allowed = 0;
 796
 797         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 798         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 799         if (lock_limit != RLIM_INFINITY)
 800                 lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 801         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 802         memlock = inc_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 803
 804         if ((memlock == LONG_MAX || memlock > lock_limit) && !capable(CAP_IPC_LOCK)) {
 805                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 806                 goto out;
 807         }
 808         if (!get_ucounts(ucounts)) {
 809                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 810                 allowed = 0;
 811                 goto out;
 812         }
 813         allowed = 1;
 814 out:
 815         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 816         return allowed;
 817 }
 818
 819 void user_shm_unlock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 820 {
 821         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 822         dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT);
 823         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 824         put_ucounts(ucounts);
 825 }