mm/mlock.c

   1 /*
   2  *      linux/mm/mlock.c
   3  *
   4  *  (C) Copyright 1995 Linus Torvalds
   5  *  (C) Copyright 2002 Christoph Hellwig
   6  */
   7
   8 #include <linux/capability.h>
   9 #include <linux/mman.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/swapops.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/pagevec.h>
  15 #include <linux/mempolicy.h>
  16 #include <linux/syscalls.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/export.h>
  19 #include <linux/rmap.h>
  20 #include <linux/mmzone.h>
  21 #include <linux/hugetlb.h>
  22 #include <linux/memcontrol.h>
  23 #include <linux/mm_inline.h>
  24
  25 #include "internal.h"
  26
  27 int can_do_mlock(void)
  28 {
  29         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
  30                 return 1;
  31         if (rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) != 0)
  32                 return 1;
  33         return 0;
  34 }
  35 EXPORT_SYMBOL(can_do_mlock);
  36
  37 /*
  38  * Mlocked pages are marked with PageMlocked() flag for efficient testing
  39  * in vmscan and, possibly, the fault path; and to support semi-accurate
  40  * statistics.
  41  *
  42  * An mlocked page [PageMlocked(page)] is unevictable.  As such, it will
  43  * be placed on the LRU "unevictable" list, rather than the [in]active lists.
  44  * The unevictable list is an LRU sibling list to the [in]active lists.
  45  * PageUnevictable is set to indicate the unevictable state.
  46  *
  47  * When lazy mlocking via vmscan, it is important to ensure that the
  48  * vma's VM_LOCKED status is not concurrently being modified, otherwise we
  49  * may have mlocked a page that is being munlocked. So lazy mlock must take
  50  * the mmap_sem for read, and verify that the vma really is locked
  51  * (see mm/rmap.c).
  52  */
  53
  54 /*
  55  *  LRU accounting for clear_page_mlock()
  56  */
  57 void clear_page_mlock(struct page *page)
  58 {
  59         if (!TestClearPageMlocked(page))
  60                 return;
  61
  62         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  63                             -hpage_nr_pages(page));
  64         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCLEARED);
  65         if (!isolate_lru_page(page)) {
  66                 putback_lru_page(page);
  67         } else {
  68                 /*
  69                  * We lost the race. the page already moved to evictable list.
  70                  */
  71                 if (PageUnevictable(page))
  72                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
  73         }
  74 }
  75
  76 /*
  77  * Mark page as mlocked if not already.
  78  * If page on LRU, isolate and putback to move to unevictable list.
  79  */
  80 void mlock_vma_page(struct page *page)
  81 {
  82         BUG_ON(!PageLocked(page));
  83
  84         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
  85                 mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  86                                     hpage_nr_pages(page));
  87                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
  88                 if (!isolate_lru_page(page))
  89                         putback_lru_page(page);
  90         }
  91 }
  92
  93 /*
  94  * Finish munlock after successful page isolation
  95  *
  96  * Page must be locked. This is a wrapper for try_to_munlock()
  97  * and putback_lru_page() with munlock accounting.
  98  */
  99 static void __munlock_isolated_page(struct page *page)
 100 {
 101         int ret = SWAP_AGAIN;
 102
 103         /*
 104          * Optimization: if the page was mapped just once, that's our mapping
 105          * and we don't need to check all the other vmas.
 106          */
 107         if (page_mapcount(page) > 1)
 108                 ret = try_to_munlock(page);
 109
 110         /* Did try_to_unlock() succeed or punt? */
 111         if (ret != SWAP_MLOCK)
 112                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 113
 114         putback_lru_page(page);
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Accounting for page isolation fail during munlock
 119  *
 120  * Performs accounting when page isolation fails in munlock. There is nothing
 121  * else to do because it means some other task has already removed the page
 122  * from the LRU. putback_lru_page() will take care of removing the page from
 123  * the unevictable list, if necessary. vmscan [page_referenced()] will move
 124  * the page back to the unevictable list if some other vma has it mlocked.
 125  */
 126 static void __munlock_isolation_failed(struct page *page)
 127 {
 128         if (PageUnevictable(page))
 129                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
 130         else
 131                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 132 }
 133
 134 /**
 135  * munlock_vma_page - munlock a vma page
 136  * @page - page to be unlocked, either a normal page or THP page head
 137  *
 138  * returns the size of the page as a page mask (0 for normal page,
 139  *         HPAGE_PMD_NR - 1 for THP head page)
 140  *
 141  * called from munlock()/munmap() path with page supposedly on the LRU.
 142  * When we munlock a page, because the vma where we found the page is being
 143  * munlock()ed or munmap()ed, we want to check whether other vmas hold the
 144  * page locked so that we can leave it on the unevictable lru list and not
 145  * bother vmscan with it.  However, to walk the page's rmap list in
 146  * try_to_munlock() we must isolate the page from the LRU.  If some other
 147  * task has removed the page from the LRU, we won't be able to do that.
 148  * So we clear the PageMlocked as we might not get another chance.  If we
 149  * can't isolate the page, we leave it for putback_lru_page() and vmscan
 150  * [page_referenced()/try_to_unmap()] to deal with.
 151  */
 152 unsigned int munlock_vma_page(struct page *page)
 153 {
 154         unsigned int nr_pages;
 155
 156         BUG_ON(!PageLocked(page));
 157
 158         if (TestClearPageMlocked(page)) {
 159                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
 160                 mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK, -nr_pages);
 161                 if (!isolate_lru_page(page))
 162                         __munlock_isolated_page(page);
 163                 else
 164                         __munlock_isolation_failed(page);
 165         } else {
 166                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
 167         }
 168
 169         /*
 170          * Regardless of the original PageMlocked flag, we determine nr_pages
 171          * after touching the flag. This leaves a possible race with a THP page
 172          * split, such that a whole THP page was munlocked, but nr_pages == 1.
 173          * Returning a smaller mask due to that is OK, the worst that can
 174          * happen is subsequent useless scanning of the former tail pages.
 175          * The NR_MLOCK accounting can however become broken.
 176          */
 177         return nr_pages - 1;
 178 }
 179
 180 /**
 181  * __mlock_vma_pages_range() -  mlock a range of pages in the vma.
 182  * @vma:   target vma
 183  * @start: start address
 184  * @end:   end address
 185  *
 186  * This takes care of making the pages present too.
 187  *
 188  * return 0 on success, negative error code on error.
 189  *
 190  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held for at least read.
 191  */
 192 long __mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 193                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking)
 194 {
 195         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 196         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
 197         int gup_flags;
 198
 199         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
 200         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
 201         VM_BUG_ON(start < vma->vm_start);
 202         VM_BUG_ON(end   > vma->vm_end);
 203         VM_BUG_ON(!rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem));
 204
 205         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_MLOCK;
 206         /*
 207          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
 208          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
 209          * and we would not want to dirty them for nothing.
 210          */
 211         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
 212                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
 213
 214         /*
 215          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
 216          * other than PROT_NONE.
 217          */
 218         if (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC))
 219                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
 220
 221         /*
 222          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
 223          * not result in a stack expansion that recurses back here.
 224          */
 225         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
 226                                 NULL, NULL, nonblocking);
 227 }
 228
 229 /*
 230  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 231  */
 232 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 233 {
 234         if (retval == -EFAULT)
 235                 retval = -ENOMEM;
 236         else if (retval == -ENOMEM)
 237                 retval = -EAGAIN;
 238         return retval;
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Prepare page for fast batched LRU putback via putback_lru_evictable_pagevec()
 243  *
 244  * The fast path is available only for evictable pages with single mapping.
 245  * Then we can bypass the per-cpu pvec and get better performance.
 246  * when mapcount > 1 we need try_to_munlock() which can fail.
 247  * when !page_evictable(), we need the full redo logic of putback_lru_page to
 248  * avoid leaving evictable page in unevictable list.
 249  *
 250  * In case of success, @page is added to @pvec and @pgrescued is incremented
 251  * in case that the page was previously unevictable. @page is also unlocked.
 252  */
 253 static bool __putback_lru_fast_prepare(struct page *page, struct pagevec *pvec,
 254                 int *pgrescued)
 255 {
 256         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
 257         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
 258
 259         if (page_mapcount(page) <= 1 && page_evictable(page)) {
 260                 pagevec_add(pvec, page);
 261                 if (TestClearPageUnevictable(page))
 262                         (*pgrescued)++;
 263                 unlock_page(page);
 264                 return true;
 265         }
 266
 267         return false;
 268 }
 269
 270 /*
 271  * Putback multiple evictable pages to the LRU
 272  *
 273  * Batched putback of evictable pages that bypasses the per-cpu pvec. Some of
 274  * the pages might have meanwhile become unevictable but that is OK.
 275  */
 276 static void __putback_lru_fast(struct pagevec *pvec, int pgrescued)
 277 {
 278         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, pagevec_count(pvec));
 279         /*
 280          *__pagevec_lru_add() calls release_pages() so we don't call
 281          * put_page() explicitly
 282          */
 283         __pagevec_lru_add(pvec);
 284         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Munlock a batch of pages from the same zone
 289  *
 290  * The work is split to two main phases. First phase clears the Mlocked flag
 291  * and attempts to isolate the pages, all under a single zone lru lock.
 292  * The second phase finishes the munlock only for pages where isolation
 293  * succeeded.
 294  *
 295  * Note that the pagevec may be modified during the process.
 296  */
 297 static void __munlock_pagevec(struct pagevec *pvec, struct zone *zone)
 298 {
 299         int i;
 300         int nr = pagevec_count(pvec);
 301         int delta_munlocked = -nr;
 302         struct pagevec pvec_putback;
 303         int pgrescued = 0;
 304
 305         /* Phase 1: page isolation */
 306         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 307         for (i = 0; i < nr; i++) {
 308                 struct page *page = pvec->pages[i];
 309
 310                 if (TestClearPageMlocked(page)) {
 311                         struct lruvec *lruvec;
 312                         int lru;
 313
 314                         if (PageLRU(page)) {
 315                                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
 316                                 lru = page_lru(page);
 317                                 /*
 318                                  * We already have pin from follow_page_mask()
 319                                  * so we can spare the get_page() here.
 320                                  */
 321                                 ClearPageLRU(page);
 322                                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
 323                         } else {
 324                                 __munlock_isolation_failed(page);
 325                                 goto skip_munlock;
 326                         }
 327
 328                 } else {
 329 skip_munlock:
 330                         /*
 331                          * We won't be munlocking this page in the next phase
 332                          * but we still need to release the follow_page_mask()
 333                          * pin.
 334                          */
 335                         pvec->pages[i] = NULL;
 336                         put_page(page);
 337                         delta_munlocked++;
 338                 }
 339         }
 340         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, delta_munlocked);
 341         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 342
 343         /* Phase 2: page munlock */
 344         pagevec_init(&pvec_putback, 0);
 345         for (i = 0; i < nr; i++) {
 346                 struct page *page = pvec->pages[i];
 347
 348                 if (page) {
 349                         lock_page(page);
 350                         if (!__putback_lru_fast_prepare(page, &pvec_putback,
 351                                         &pgrescued)) {
 352                                 /*
 353                                  * Slow path. We don't want to lose the last
 354                                  * pin before unlock_page()
 355                                  */
 356                                 get_page(page); /* for putback_lru_page() */
 357                                 __munlock_isolated_page(page);
 358                                 unlock_page(page);
 359                                 put_page(page); /* from follow_page_mask() */
 360                         }
 361                 }
 362         }
 363
 364         /*
 365          * Phase 3: page putback for pages that qualified for the fast path
 366          * This will also call put_page() to return pin from follow_page_mask()
 367          */
 368         if (pagevec_count(&pvec_putback))
 369                 __putback_lru_fast(&pvec_putback, pgrescued);
 370 }
 371
 372 /*
 373  * Fill up pagevec for __munlock_pagevec using pte walk
 374  *
 375  * The function expects that the struct page corresponding to @start address is
 376  * a non-TPH page already pinned and in the @pvec, and that it belongs to @zone.
 377  *
 378  * The rest of @pvec is filled by subsequent pages within the same pmd and same
 379  * zone, as long as the pte's are present and vm_normal_page() succeeds. These
 380  * pages also get pinned.
 381  *
 382  * Returns the address of the next page that should be scanned. This equals
 383  * @start + PAGE_SIZE when no page could be added by the pte walk.
 384  */
 385 static unsigned long __munlock_pagevec_fill(struct pagevec *pvec,
 386                 struct vm_area_struct *vma, int zoneid, unsigned long start,
 387                 unsigned long end)
 388 {
 389         pte_t *pte;
 390         spinlock_t *ptl;
 391
 392         /*
 393          * Initialize pte walk starting at the already pinned page where we
 394          * are sure that there is a pte, as it was pinned under the same
 395          * mmap_sem write op.
 396          */
 397         pte = get_locked_pte(vma->vm_mm, start, &ptl);
 398         /* Make sure we do not cross the page table boundary */
 399         end = pgd_addr_end(start, end);
 400         end = pud_addr_end(start, end);
 401         end = pmd_addr_end(start, end);
 402
 403         /* The page next to the pinned page is the first we will try to get */
 404         start += PAGE_SIZE;
 405         while (start < end) {
 406                 struct page *page = NULL;
 407                 pte++;
 408                 if (pte_present(*pte))
 409                         page = vm_normal_page(vma, start, *pte);
 410                 /*
 411                  * Break if page could not be obtained or the page's node+zone does not
 412                  * match
 413                  */
 414                 if (!page || page_zone_id(page) != zoneid)
 415                         break;
 416
 417                 get_page(page);
 418                 /*
 419                  * Increase the address that will be returned *before* the
 420                  * eventual break due to pvec becoming full by adding the page
 421                  */
 422                 start += PAGE_SIZE;
 423                 if (pagevec_add(pvec, page) == 0)
 424                         break;
 425         }
 426         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 427         return start;
 428 }
 429
 430 /*
 431  * munlock_vma_pages_range() - munlock all pages in the vma range.'
 432  * @vma - vma containing range to be munlock()ed.
 433  * @start - start address in @vma of the range
 434  * @end - end of range in @vma.
 435  *
 436  *  For mremap(), munmap() and exit().
 437  *
 438  * Called with @vma VM_LOCKED.
 439  *
 440  * Returns with VM_LOCKED cleared.  Callers must be prepared to
 441  * deal with this.
 442  *
 443  * We don't save and restore VM_LOCKED here because pages are
 444  * still on lru.  In unmap path, pages might be scanned by reclaim
 445  * and re-mlocked by try_to_{munlock|unmap} before we unmap and
 446  * free them.  This will result in freeing mlocked pages.
 447  */
 448 void munlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 449                              unsigned long start, unsigned long end)
 450 {
 451         vma->vm_flags &= ~VM_LOCKED;
 452
 453         while (start < end) {
 454                 struct page *page = NULL;
 455                 unsigned int page_mask;
 456                 unsigned long page_increm;
 457                 struct pagevec pvec;
 458                 struct zone *zone;
 459                 int zoneid;
 460
 461                 pagevec_init(&pvec, 0);
 462                 /*
 463                  * Although FOLL_DUMP is intended for get_dump_page(),
 464                  * it just so happens that its special treatment of the
 465                  * ZERO_PAGE (returning an error instead of doing get_page)
 466                  * suits munlock very well (and if somehow an abnormal page
 467                  * has sneaked into the range, we won't oops here: great).
 468                  */
 469                 page = follow_page_mask(vma, start, FOLL_GET | FOLL_DUMP,
 470                                 &page_mask);
 471
 472                 if (page && !IS_ERR(page)) {
 473                         if (PageTransHuge(page)) {
 474                                 lock_page(page);
 475                                 /*
 476                                  * Any THP page found by follow_page_mask() may
 477                                  * have gotten split before reaching
 478                                  * munlock_vma_page(), so we need to recompute
 479                                  * the page_mask here.
 480                                  */
 481                                 page_mask = munlock_vma_page(page);
 482                                 unlock_page(page);
 483                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 484                         } else {
 485                                 /*
 486                                  * Non-huge pages are handled in batches via
 487                                  * pagevec. The pin from follow_page_mask()
 488                                  * prevents them from collapsing by THP.
 489                                  */
 490                                 pagevec_add(&pvec, page);
 491                                 zone = page_zone(page);
 492                                 zoneid = page_zone_id(page);
 493
 494                                 /*
 495                                  * Try to fill the rest of pagevec using fast
 496                                  * pte walk. This will also update start to
 497                                  * the next page to process. Then munlock the
 498                                  * pagevec.
 499                                  */
 500                                 start = __munlock_pagevec_fill(&pvec, vma,
 501                                                 zoneid, start, end);
 502                                 __munlock_pagevec(&pvec, zone);
 503                                 goto next;
 504                         }
 505                 }
 506                 /* It's a bug to munlock in the middle of a THP page */
 507                 VM_BUG_ON((start >> PAGE_SHIFT) & page_mask);
 508                 page_increm = 1 + page_mask;
 509                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
 510 next:
 511                 cond_resched();
 512         }
 513 }
 514
 515 /*
 516  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 517  *
 518  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 519  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 520  * populate the ptes.
 521  *
 522  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 523  */
 524 static int mlock_fixup(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
 525         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 526 {
 527         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 528         pgoff_t pgoff;
 529         int nr_pages;
 530         int ret = 0;
 531         int lock = !!(newflags & VM_LOCKED);
 532
 533         if (newflags == vma->vm_flags || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL) ||
 534             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm))
 535                 goto out;       /* don't set VM_LOCKED,  don't count */
 536
 537         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 538         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, newflags, vma->anon_vma,
 539                           vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
 540         if (*prev) {
 541                 vma = *prev;
 542                 goto success;
 543         }
 544
 545         if (start != vma->vm_start) {
 546                 ret = split_vma(mm, vma, start, 1);
 547                 if (ret)
 548                         goto out;
 549         }
 550
 551         if (end != vma->vm_end) {
 552                 ret = split_vma(mm, vma, end, 0);
 553                 if (ret)
 554                         goto out;
 555         }
 556
 557 success:
 558         /*
 559          * Keep track of amount of locked VM.
 560          */
 561         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 562         if (!lock)
 563                 nr_pages = -nr_pages;
 564         mm->locked_vm += nr_pages;
 565
 566         /*
 567          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
 568          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 569          * set VM_LOCKED, __mlock_vma_pages_range will bring it back.
 570          */
 571
 572         if (lock)
 573                 vma->vm_flags = newflags;
 574         else
 575                 munlock_vma_pages_range(vma, start, end);
 576
 577 out:
 578         *prev = vma;
 579         return ret;
 580 }
 581
 582 static int do_mlock(unsigned long start, size_t len, int on)
 583 {
 584         unsigned long nstart, end, tmp;
 585         struct vm_area_struct * vma, * prev;
 586         int error;
 587
 588         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
 589         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 590         end = start + len;
 591         if (end < start)
 592                 return -EINVAL;
 593         if (end == start)
 594                 return 0;
 595         vma = find_vma(current->mm, start);
 596         if (!vma || vma->vm_start > start)
 597                 return -ENOMEM;
 598
 599         prev = vma->vm_prev;
 600         if (start > vma->vm_start)
 601                 prev = vma;
 602
 603         for (nstart = start ; ; ) {
 604                 vm_flags_t newflags;
 605
 606                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 607
 608                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
 609                 if (on)
 610                         newflags |= VM_LOCKED;
 611
 612                 tmp = vma->vm_end;
 613                 if (tmp > end)
 614                         tmp = end;
 615                 error = mlock_fixup(vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 616                 if (error)
 617                         break;
 618                 nstart = tmp;
 619                 if (nstart < prev->vm_end)
 620                         nstart = prev->vm_end;
 621                 if (nstart >= end)
 622                         break;
 623
 624                 vma = prev->vm_next;
 625                 if (!vma || vma->vm_start != nstart) {
 626                         error = -ENOMEM;
 627                         break;
 628                 }
 629         }
 630         return error;
 631 }
 632
 633 /*
 634  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
 635  *
 636  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
 637  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
 638  * mmap_sem must not be held.
 639  */
 640 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
 641 {
 642         struct mm_struct *mm = current->mm;
 643         unsigned long end, nstart, nend;
 644         struct vm_area_struct *vma = NULL;
 645         int locked = 0;
 646         long ret = 0;
 647
 648         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
 649         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 650         end = start + len;
 651
 652         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
 653                 /*
 654                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
 655                  * Find first corresponding VMA.
 656                  */
 657                 if (!locked) {
 658                         locked = 1;
 659                         down_read(&mm->mmap_sem);
 660                         vma = find_vma(mm, nstart);
 661                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
 662                         vma = vma->vm_next;
 663                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
 664                         break;
 665                 /*
 666                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
 667                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
 668                  */
 669                 nend = min(end, vma->vm_end);
 670                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
 671                         continue;
 672                 if (nstart < vma->vm_start)
 673                         nstart = vma->vm_start;
 674                 /*
 675                  * Now fault in a range of pages. __mlock_vma_pages_range()
 676                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
 677                  * if the vma was already munlocked.
 678                  */
 679                 ret = __mlock_vma_pages_range(vma, nstart, nend, &locked);
 680                 if (ret < 0) {
 681                         if (ignore_errors) {
 682                                 ret = 0;
 683                                 continue;       /* continue at next VMA */
 684                         }
 685                         ret = __mlock_posix_error_return(ret);
 686                         break;
 687                 }
 688                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
 689                 ret = 0;
 690         }
 691         if (locked)
 692                 up_read(&mm->mmap_sem);
 693         return ret;     /* 0 or negative error code */
 694 }
 695
 696 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 697 {
 698         unsigned long locked;
 699         unsigned long lock_limit;
 700         int error = -ENOMEM;
 701
 702         if (!can_do_mlock())
 703                 return -EPERM;
 704
 705         lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 706
 707         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 708         len = PAGE_ALIGN(len + (start & ~PAGE_MASK));
 709         start &= PAGE_MASK;
 710
 711         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 712         locked += current->mm->locked_vm;
 713
 714         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 715         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 716
 717         /* check against resource limits */
 718         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 719                 error = do_mlock(start, len, 1);
 720         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 721         if (!error)
 722                 error = __mm_populate(start, len, 0);
 723         return error;
 724 }
 725
 726 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 727 {
 728         int ret;
 729
 730         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 731         len = PAGE_ALIGN(len + (start & ~PAGE_MASK));
 732         start &= PAGE_MASK;
 733         ret = do_mlock(start, len, 0);
 734         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 735         return ret;
 736 }
 737
 738 static int do_mlockall(int flags)
 739 {
 740         struct vm_area_struct * vma, * prev = NULL;
 741
 742         if (flags & MCL_FUTURE)
 743                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 744         else
 745                 current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED;
 746         if (flags == MCL_FUTURE)
 747                 goto out;
 748
 749         for (vma = current->mm->mmap; vma ; vma = prev->vm_next) {
 750                 vm_flags_t newflags;
 751
 752                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
 753                 if (flags & MCL_CURRENT)
 754                         newflags |= VM_LOCKED;
 755
 756                 /* Ignore errors */
 757                 mlock_fixup(vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end, newflags);
 758                 cond_resched();
 759         }
 760 out:
 761         return 0;
 762 }
 763
 764 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 765 {
 766         unsigned long lock_limit;
 767         int ret = -EINVAL;
 768
 769         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE)))
 770                 goto out;
 771
 772         ret = -EPERM;
 773         if (!can_do_mlock())
 774                 goto out;
 775
 776         if (flags & MCL_CURRENT)
 777                 lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 778
 779         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 780
 781         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 782         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 783
 784         ret = -ENOMEM;
 785         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 786             capable(CAP_IPC_LOCK))
 787                 ret = do_mlockall(flags);
 788         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 789         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 790                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 791 out:
 792         return ret;
 793 }
 794
 795 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 796 {
 797         int ret;
 798
 799         down_write(&current->mm->mmap_sem);
 800         ret = do_mlockall(0);
 801         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 802         return ret;
 803 }
 804
 805 /*
 806  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 807  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 808  */
 809 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 810
 811 int user_shm_lock(size_t size, struct user_struct *user)
 812 {
 813         unsigned long lock_limit, locked;
 814         int allowed = 0;
 815
 816         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 817         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 818         if (lock_limit == RLIM_INFINITY)
 819                 allowed = 1;
 820         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 821         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 822         if (!allowed &&
 823             locked + user->locked_shm > lock_limit && !capable(CAP_IPC_LOCK))
 824                 goto out;
 825         get_uid(user);
 826         user->locked_shm += locked;
 827         allowed = 1;
 828 out:
 829         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 830         return allowed;
 831 }
 832
 833 void user_shm_unlock(size_t size, struct user_struct *user)
 834 {
 835         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 836         user->locked_shm -= (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 837         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 838         free_uid(user);
 839 }