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_within_range() cannot take KSM, but any small folio is OK */
 350         if (!folio_test_large(folio))
 351                 return true;
 352
 353         /* folio not in range [start, end), skip mlock */
 354         if (!folio_within_range(folio, vma, start, end))
 355                 return false;
 356
 357         /* folio is not fully mapped, skip mlock */
 358         if (step != folio_nr_pages(folio))
 359                 return false;
 360
 361         return true;
 362 }
 363
 364 static int mlock_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 365                            unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 366
 367 {
 368         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
 369         spinlock_t *ptl;
 370         pte_t *start_pte, *pte;
 371         pte_t ptent;
 372         struct folio *folio;
 373         unsigned int step = 1;
 374         unsigned long start = addr;
 375
 376         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
 377         if (ptl) {
 378                 if (!pmd_present(*pmd))
 379                         goto out;
 380                 if (is_huge_zero_pmd(*pmd))
 381                         goto out;
 382                 folio = page_folio(pmd_page(*pmd));
 383                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 384                         mlock_folio(folio);
 385                 else
 386                         munlock_folio(folio);
 387                 goto out;
 388         }
 389
 390         start_pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 391         if (!start_pte) {
 392                 walk->action = ACTION_AGAIN;
 393                 return 0;
 394         }
 395
 396         for (pte = start_pte; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 397                 ptent = ptep_get(pte);
 398                 if (!pte_present(ptent))
 399                         continue;
 400                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, ptent);
 401                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
 402                         continue;
 403
 404                 step = folio_mlock_step(folio, pte, addr, end);
 405                 if (!allow_mlock_munlock(folio, vma, start, end, step))
 406                         goto next_entry;
 407
 408                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 409                         mlock_folio(folio);
 410                 else
 411                         munlock_folio(folio);
 412
 413 next_entry:
 414                 pte += step - 1;
 415                 addr += (step - 1) << PAGE_SHIFT;
 416         }
 417         pte_unmap(start_pte);
 418 out:
 419         spin_unlock(ptl);
 420         cond_resched();
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * mlock_vma_pages_range() - mlock any pages already in the range,
 426  *                           or munlock all pages in the range.
 427  * @vma - vma containing range to be mlock()ed or munlock()ed
 428  * @start - start address in @vma of the range
 429  * @end - end of range in @vma
 430  * @newflags - the new set of flags for @vma.
 431  *
 432  * Called for mlock(), mlock2() and mlockall(), to set @vma VM_LOCKED;
 433  * called for munlock() and munlockall(), to clear VM_LOCKED from @vma.
 434  */
 435 static void mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 436         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 437 {
 438         static const struct mm_walk_ops mlock_walk_ops = {
 439                 .pmd_entry = mlock_pte_range,
 440                 .walk_lock = PGWALK_WRLOCK_VERIFY,
 441         };
 442
 443         /*
 444          * There is a slight chance that concurrent page migration,
 445          * or page reclaim finding a page of this now-VM_LOCKED vma,
 446          * will call mlock_vma_folio() and raise page's mlock_count:
 447          * double counting, leaving the page unevictable indefinitely.
 448          * Communicate this danger to mlock_vma_folio() with VM_IO,
 449          * which is a VM_SPECIAL flag not allowed on VM_LOCKED vmas.
 450          * mmap_lock is held in write mode here, so this weird
 451          * combination should not be visible to other mmap_lock users;
 452          * but WRITE_ONCE so rmap walkers must see VM_IO if VM_LOCKED.
 453          */
 454         if (newflags & VM_LOCKED)
 455                 newflags |= VM_IO;
 456         vma_start_write(vma);
 457         vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 458
 459         lru_add_drain();
 460         walk_page_range(vma->vm_mm, start, end, &mlock_walk_ops, NULL);
 461         lru_add_drain();
 462
 463         if (newflags & VM_IO) {
 464                 newflags &= ~VM_IO;
 465                 vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 466         }
 467 }
 468
 469 /*
 470  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 471  *
 472  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 473  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 474  * populate the ptes.
 475  *
 476  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 477  */
 478 static int mlock_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
 479                struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
 480                unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 481 {
 482         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 483         int nr_pages;
 484         int ret = 0;
 485         vm_flags_t oldflags = vma->vm_flags;
 486
 487         if (newflags == oldflags || (oldflags & VM_SPECIAL) ||
 488             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm) ||
 489             vma_is_dax(vma) || vma_is_secretmem(vma))
 490                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 491                 goto out;
 492
 493         vma = vma_modify_flags(vmi, *prev, vma, start, end, newflags);
 494         if (IS_ERR(vma)) {
 495                 ret = PTR_ERR(vma);
 496                 goto out;
 497         }
 498
 499         /*
 500          * Keep track of amount of locked VM.
 501          */
 502         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 503         if (!(newflags & VM_LOCKED))
 504                 nr_pages = -nr_pages;
 505         else if (oldflags & VM_LOCKED)
 506                 nr_pages = 0;
 507         mm->locked_vm += nr_pages;
 508
 509         /*
 510          * vm_flags is protected by the mmap_lock held in write mode.
 511          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 512          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 513          */
 514         if ((newflags & VM_LOCKED) && (oldflags & VM_LOCKED)) {
 515                 /* No work to do, and mlocking twice would be wrong */
 516                 vma_start_write(vma);
 517                 vm_flags_reset(vma, newflags);
 518         } else {
 519                 mlock_vma_pages_range(vma, start, end, newflags);
 520         }
 521 out:
 522         *prev = vma;
 523         return ret;
 524 }
 525
 526 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 527                                 vm_flags_t flags)
 528 {
 529         unsigned long nstart, end, tmp;
 530         struct vm_area_struct *vma, *prev;
 531         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
 532
 533         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 534         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 535         end = start + len;
 536         if (end < start)
 537                 return -EINVAL;
 538         if (end == start)
 539                 return 0;
 540         vma = vma_iter_load(&vmi);
 541         if (!vma)
 542                 return -ENOMEM;
 543
 544         prev = vma_prev(&vmi);
 545         if (start > vma->vm_start)
 546                 prev = vma;
 547
 548         nstart = start;
 549         tmp = vma->vm_start;
 550         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 551                 int error;
 552                 vm_flags_t newflags;
 553
 554                 if (vma->vm_start != tmp)
 555                         return -ENOMEM;
 556
 557                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 558                 newflags |= flags;
 559                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 560                 tmp = vma->vm_end;
 561                 if (tmp > end)
 562                         tmp = end;
 563                 error = mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 564                 if (error)
 565                         return error;
 566                 tmp = vma_iter_end(&vmi);
 567                 nstart = tmp;
 568         }
 569
 570         if (tmp < end)
 571                 return -ENOMEM;
 572
 573         return 0;
 574 }
 575
 576 /*
 577  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 578  * vma pages, as return value.
 579  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 580  * is also counted.
 581  * Return value: previously mlocked page counts
 582  */
 583 static unsigned long count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 584                 unsigned long start, size_t len)
 585 {
 586         struct vm_area_struct *vma;
 587         unsigned long count = 0;
 588         unsigned long end;
 589         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
 590
 591         /* Don't overflow past ULONG_MAX */
 592         if (unlikely(ULONG_MAX - len < start))
 593                 end = ULONG_MAX;
 594         else
 595                 end = start + len;
 596
 597         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 598                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 599                         if (start > vma->vm_start)
 600                                 count -= (start - vma->vm_start);
 601                         if (end < vma->vm_end) {
 602                                 count += end - vma->vm_start;
 603                                 break;
 604                         }
 605                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 606                 }
 607         }
 608
 609         return count >> PAGE_SHIFT;
 610 }
 611
 612 /*
 613  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 614  */
 615 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 616 {
 617         if (retval == -EFAULT)
 618                 retval = -ENOMEM;
 619         else if (retval == -ENOMEM)
 620                 retval = -EAGAIN;
 621         return retval;
 622 }
 623
 624 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 625 {
 626         unsigned long locked;
 627         unsigned long lock_limit;
 628         int error = -ENOMEM;
 629
 630         start = untagged_addr(start);
 631
 632         if (!can_do_mlock())
 633                 return -EPERM;
 634
 635         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 636         start &= PAGE_MASK;
 637
 638         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 639         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 640         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 641
 642         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 643                 return -EINTR;
 644
 645         locked += current->mm->locked_vm;
 646         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 647                 /*
 648                  * It is possible that the regions requested intersect with
 649                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 650                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 651                  * and adjust locked count if necessary.
 652                  */
 653                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 654                                 start, len);
 655         }
 656
 657         /* check against resource limits */
 658         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 659                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 660
 661         mmap_write_unlock(current->mm);
 662         if (error)
 663                 return error;
 664
 665         error = __mm_populate(start, len, 0);
 666         if (error)
 667                 return __mlock_posix_error_return(error);
 668         return 0;
 669 }
 670
 671 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 672 {
 673         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 674 }
 675
 676 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 677 {
 678         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 679
 680         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 681                 return -EINVAL;
 682
 683         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 684                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 685
 686         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 687 }
 688
 689 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 690 {
 691         int ret;
 692
 693         start = untagged_addr(start);
 694
 695         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 696         start &= PAGE_MASK;
 697
 698         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 699                 return -EINTR;
 700         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 701         mmap_write_unlock(current->mm);
 702
 703         return ret;
 704 }
 705
 706 /*
 707  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 708  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 709  * flags for all current VMAs.
 710  *
 711  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 712  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 713  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 714  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 715  */
 716 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 717 {
 718         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, 0);
 719         struct vm_area_struct *vma, *prev = NULL;
 720         vm_flags_t to_add = 0;
 721
 722         current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED_MASK;
 723         if (flags & MCL_FUTURE) {
 724                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 725
 726                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 727                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 728
 729                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 730                         goto out;
 731         }
 732
 733         if (flags & MCL_CURRENT) {
 734                 to_add |= VM_LOCKED;
 735                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 736                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 737         }
 738
 739         for_each_vma(vmi, vma) {
 740                 vm_flags_t newflags;
 741
 742                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 743                 newflags |= to_add;
 744
 745                 /* Ignore errors */
 746                 mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end,
 747                             newflags);
 748                 cond_resched();
 749         }
 750 out:
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 755 {
 756         unsigned long lock_limit;
 757         int ret;
 758
 759         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)) ||
 760             flags == MCL_ONFAULT)
 761                 return -EINVAL;
 762
 763         if (!can_do_mlock())
 764                 return -EPERM;
 765
 766         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 767         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 768
 769         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 770                 return -EINTR;
 771
 772         ret = -ENOMEM;
 773         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 774             capable(CAP_IPC_LOCK))
 775                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 776         mmap_write_unlock(current->mm);
 777         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 778                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 779
 780         return ret;
 781 }
 782
 783 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 784 {
 785         int ret;
 786
 787         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 788                 return -EINTR;
 789         ret = apply_mlockall_flags(0);
 790         mmap_write_unlock(current->mm);
 791         return ret;
 792 }
 793
 794 /*
 795  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 796  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 797  */
 798 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 799
 800 int user_shm_lock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 801 {
 802         unsigned long lock_limit, locked;
 803         long memlock;
 804         int allowed = 0;
 805
 806         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 807         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 808         if (lock_limit != RLIM_INFINITY)
 809                 lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 810         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 811         memlock = inc_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 812
 813         if ((memlock == LONG_MAX || memlock > lock_limit) && !capable(CAP_IPC_LOCK)) {
 814                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 815                 goto out;
 816         }
 817         if (!get_ucounts(ucounts)) {
 818                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 819                 allowed = 0;
 820                 goto out;
 821         }
 822         allowed = 1;
 823 out:
 824         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 825         return allowed;
 826 }
 827
 828 void user_shm_unlock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 829 {
 830         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 831         dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT);
 832         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 833         put_ucounts(ucounts);
 834 }