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