0a06628470cc0e02d81382f49a94d88ea1c81f1e
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include <net/tcp_memcontrol.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
79 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80
81 /* Whether the swap controller is active */
82 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
83 int do_swap_account __read_mostly;
84 #else
85 #define do_swap_account         0
86 #endif
87
88 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
89         "cache",
90         "rss",
91         "rss_huge",
92         "mapped_file",
93         "writeback",
94         "swap",
95 };
96
97 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
98         "pgpgin",
99         "pgpgout",
100         "pgfault",
101         "pgmajfault",
102 };
103
104 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
105         "inactive_anon",
106         "active_anon",
107         "inactive_file",
108         "active_file",
109         "unevictable",
110 };
111
112 /*
113  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
114  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
115  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
116  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
117  */
118 enum mem_cgroup_events_target {
119         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
120         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
121         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
122         MEM_CGROUP_NTARGETS,
123 };
124 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
125 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
126 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
127
128 struct mem_cgroup_stat_cpu {
129         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
130         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
131         unsigned long nr_page_events;
132         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
133 };
134
135 struct reclaim_iter {
136         struct mem_cgroup *position;
137         /* scan generation, increased every round-trip */
138         unsigned int generation;
139 };
140
141 /*
142  * per-zone information in memory controller.
143  */
144 struct mem_cgroup_per_zone {
145         struct lruvec           lruvec;
146         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
147
148         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
149
150         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
151         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
152                                                 /* the soft limit is exceeded*/
153         bool                    on_tree;
154         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
155                                                 /* use container_of        */
156 };
157
158 struct mem_cgroup_per_node {
159         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
160 };
161
162 /*
163  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
164  * their hierarchy representation
165  */
166
167 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
168         struct rb_root rb_root;
169         spinlock_t lock;
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree_per_node {
173         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
174 };
175
176 struct mem_cgroup_tree {
177         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
178 };
179
180 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
181
182 struct mem_cgroup_threshold {
183         struct eventfd_ctx *eventfd;
184         unsigned long threshold;
185 };
186
187 /* For threshold */
188 struct mem_cgroup_threshold_ary {
189         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
190         int current_threshold;
191         /* Size of entries[] */
192         unsigned int size;
193         /* Array of thresholds */
194         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
195 };
196
197 struct mem_cgroup_thresholds {
198         /* Primary thresholds array */
199         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
200         /*
201          * Spare threshold array.
202          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
203          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
204          */
205         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
206 };
207
208 /* for OOM */
209 struct mem_cgroup_eventfd_list {
210         struct list_head list;
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212 };
213
214 /*
215  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
216  */
217 struct mem_cgroup_event {
218         /*
219          * memcg which the event belongs to.
220          */
221         struct mem_cgroup *memcg;
222         /*
223          * eventfd to signal userspace about the event.
224          */
225         struct eventfd_ctx *eventfd;
226         /*
227          * Each of these stored in a list by the cgroup.
228          */
229         struct list_head list;
230         /*
231          * register_event() callback will be used to add new userspace
232          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
233          * on eventfd to send notification to userspace.
234          */
235         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
236                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
237         /*
238          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
239          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
240          * if you want provide notification functionality.
241          */
242         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
243                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
244         /*
245          * All fields below needed to unregister event when
246          * userspace closes eventfd.
247          */
248         poll_table pt;
249         wait_queue_head_t *wqh;
250         wait_queue_t wait;
251         struct work_struct remove;
252 };
253
254 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
255 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
256
257 /*
258  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
259  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
260  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
261  * to help the administrator determine what knobs to tune.
262  *
263  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
264  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
265  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
266  * a feature that will be implemented much later in the future.
267  */
268 struct mem_cgroup {
269         struct cgroup_subsys_state css;
270
271         /* Accounted resources */
272         struct page_counter memory;
273         struct page_counter memsw;
274         struct page_counter kmem;
275
276         /* Normal memory consumption range */
277         unsigned long low;
278         unsigned long high;
279
280         unsigned long soft_limit;
281
282         /* vmpressure notifications */
283         struct vmpressure vmpressure;
284
285         /* css_online() has been completed */
286         int initialized;
287
288         /*
289          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
290          */
291         bool use_hierarchy;
292
293         bool            oom_lock;
294         atomic_t        under_oom;
295         atomic_t        oom_wakeups;
296
297         int     swappiness;
298         /* OOM-Killer disable */
299         int             oom_kill_disable;
300
301         /* protect arrays of thresholds */
302         struct mutex thresholds_lock;
303
304         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
305         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
306
307         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
308         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
309
310         /* For oom notifier event fd */
311         struct list_head oom_notify;
312
313         /*
314          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
315          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
316          */
317         unsigned long move_charge_at_immigrate;
318         /*
319          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
320          */
321         atomic_t                moving_account;
322         /* taken only while moving_account > 0 */
323         spinlock_t              move_lock;
324         struct task_struct      *move_lock_task;
325         unsigned long           move_lock_flags;
326         /*
327          * percpu counter.
328          */
329         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
330         /*
331          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
332          * See mem_cgroup_read_stat().
333          */
334         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
335         spinlock_t pcp_counter_lock;
336
337 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
338         struct cg_proto tcp_mem;
339 #endif
340 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
341         /* Index in the kmem_cache->memcg_params.memcg_caches array */
342         int kmemcg_id;
343         bool kmem_acct_activated;
344         bool kmem_acct_active;
345 #endif
346
347         int last_scanned_node;
348 #if MAX_NUMNODES > 1
349         nodemask_t      scan_nodes;
350         atomic_t        numainfo_events;
351         atomic_t        numainfo_updating;
352 #endif
353
354         /* List of events which userspace want to receive */
355         struct list_head event_list;
356         spinlock_t event_list_lock;
357
358         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
359         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
360 };
361
362 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
363 bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
364 {
365         return memcg->kmem_acct_active;
366 }
367 #endif
368
369 /* Stuffs for move charges at task migration. */
370 /*
371  * Types of charges to be moved.
372  */
373 #define MOVE_ANON       0x1U
374 #define MOVE_FILE       0x2U
375 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
376
377 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
378 static struct move_charge_struct {
379         spinlock_t        lock; /* for from, to */
380         struct mem_cgroup *from;
381         struct mem_cgroup *to;
382         unsigned long flags;
383         unsigned long precharge;
384         unsigned long moved_charge;
385         unsigned long moved_swap;
386         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
387         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
388 } mc = {
389         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
390         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
391 };
392
393 /*
394  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
395  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
396  */
397 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
398 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
399
400 enum charge_type {
401         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
402         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
403         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
404         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
405         NR_CHARGE_TYPE,
406 };
407
408 /* for encoding cft->private value on file */
409 enum res_type {
410         _MEM,
411         _MEMSWAP,
412         _OOM_TYPE,
413         _KMEM,
414 };
415
416 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
417 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
418 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
419 /* Used for OOM nofiier */
420 #define OOM_CONTROL             (0)
421
422 /*
423  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
424  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
425  * appearing has to hold it as well.
426  */
427 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
428
429 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
430 {
431         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
432 }
433
434 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
435 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         if (!memcg)
438                 memcg = root_mem_cgroup;
439         return &memcg->vmpressure;
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
443 {
444         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
445 }
446
447 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
448 {
449         return (memcg == root_mem_cgroup);
450 }
451
452 /*
453  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
454  * an unsigned short.
455  */
456 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
457
458 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
459 {
460         return memcg->css.id;
461 }
462
463 /*
464  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
465  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
466  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
467  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
468  */
469 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
470 {
471         struct cgroup_subsys_state *css;
472
473         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
474         return mem_cgroup_from_css(css);
475 }
476
477 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
478 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
479
480 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
481 {
482         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
483                 struct mem_cgroup *memcg;
484                 struct cg_proto *cg_proto;
485
486                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
487
488                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
489                  * filled. It won't however, necessarily happen from
490                  * process context. So the test for root memcg given
491                  * the current task's memcg won't help us in this case.
492                  *
493                  * Respecting the original socket's memcg is a better
494                  * decision in this case.
495                  */
496                 if (sk->sk_cgrp) {
497                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
498                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
499                         return;
500                 }
501
502                 rcu_read_lock();
503                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
504                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
505                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
506                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
507                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
508                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
509                 }
510                 rcu_read_unlock();
511         }
512 }
513 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
514
515 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
516 {
517         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
518                 struct mem_cgroup *memcg;
519                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
520                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
521                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
522         }
523 }
524
525 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
526 {
527         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
528                 return NULL;
529
530         return &memcg->tcp_mem;
531 }
532 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
533
534 #endif
535
536 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
537 /*
538  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
539  * The main reason for not using cgroup id for this:
540  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
541  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
542  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
543  *  200 entry array for that.
544  *
545  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
546  * will double each time we have to increase it.
547  */
548 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
549 int memcg_nr_cache_ids;
550
551 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
552 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
553
554 void memcg_get_cache_ids(void)
555 {
556         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
557 }
558
559 void memcg_put_cache_ids(void)
560 {
561         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
562 }
563
564 /*
565  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
566  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
567  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
568  * tunable, but that is strictly not necessary.
569  *
570  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
571  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
572  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
573  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
574  * increase ours as well if it increases.
575  */
576 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
577 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
578
579 /*
580  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
581  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
582  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
583  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
584  */
585 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
586 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
587
588 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
589
590 static struct mem_cgroup_per_zone *
591 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
592 {
593         int nid = zone_to_nid(zone);
594         int zid = zone_idx(zone);
595
596         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
597 }
598
599 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
600 {
601         return &memcg->css;
602 }
603
604 static struct mem_cgroup_per_zone *
605 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
606 {
607         int nid = page_to_nid(page);
608         int zid = page_zonenum(page);
609
610         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
611 }
612
613 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
614 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
615 {
616         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
617 }
618
619 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
620 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
621 {
622         int nid = page_to_nid(page);
623         int zid = page_zonenum(page);
624
625         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
626 }
627
628 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
629                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
630                                          unsigned long new_usage_in_excess)
631 {
632         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
633         struct rb_node *parent = NULL;
634         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
635
636         if (mz->on_tree)
637                 return;
638
639         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
640         if (!mz->usage_in_excess)
641                 return;
642         while (*p) {
643                 parent = *p;
644                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
645                                         tree_node);
646                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
647                         p = &(*p)->rb_left;
648                 /*
649                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
650                  * limit by the same amount
651                  */
652                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
653                         p = &(*p)->rb_right;
654         }
655         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
656         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
657         mz->on_tree = true;
658 }
659
660 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
661                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
662 {
663         if (!mz->on_tree)
664                 return;
665         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
666         mz->on_tree = false;
667 }
668
669 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
670                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
671 {
672         unsigned long flags;
673
674         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
675         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
676         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
677 }
678
679 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
680 {
681         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
682         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
683         unsigned long excess = 0;
684
685         if (nr_pages > soft_limit)
686                 excess = nr_pages - soft_limit;
687
688         return excess;
689 }
690
691 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
692 {
693         unsigned long excess;
694         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
695         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
696
697         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
698         /*
699          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
700          * because their event counter is not touched.
701          */
702         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
703                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
704                 excess = soft_limit_excess(memcg);
705                 /*
706                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
707                  * mem is over its softlimit.
708                  */
709                 if (excess || mz->on_tree) {
710                         unsigned long flags;
711
712                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
713                         /* if on-tree, remove it */
714                         if (mz->on_tree)
715                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
716                         /*
717                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
718                          * If excess is 0, no tree ops.
719                          */
720                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
721                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
722                 }
723         }
724 }
725
726 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
727 {
728         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
729         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
730         int nid, zid;
731
732         for_each_node(nid) {
733                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
734                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
735                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
736                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
737                 }
738         }
739 }
740
741 static struct mem_cgroup_per_zone *
742 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
743 {
744         struct rb_node *rightmost = NULL;
745         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
746
747 retry:
748         mz = NULL;
749         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
750         if (!rightmost)
751                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
752
753         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
754         /*
755          * Remove the node now but someone else can add it back,
756          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
757          * position in the tree.
758          */
759         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
760         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
761             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
762                 goto retry;
763 done:
764         return mz;
765 }
766
767 static struct mem_cgroup_per_zone *
768 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
769 {
770         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
771
772         spin_lock_irq(&mctz->lock);
773         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
774         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
775         return mz;
776 }
777
778 /*
779  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
780  *
781  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
782  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
783  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
784  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
785  *
786  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
787  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
788  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
789  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
790  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
791  *
792  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
793  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
794  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
795  * implemented.
796  */
797 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
798                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
799 {
800         long val = 0;
801         int cpu;
802
803         get_online_cpus();
804         for_each_online_cpu(cpu)
805                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
806 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
807         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
808         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
809         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
810 #endif
811         put_online_cpus();
812         return val;
813 }
814
815 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
816                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
817 {
818         unsigned long val = 0;
819         int cpu;
820
821         get_online_cpus();
822         for_each_online_cpu(cpu)
823                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
824 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
825         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
826         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
827         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
828 #endif
829         put_online_cpus();
830         return val;
831 }
832
833 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
834                                          struct page *page,
835                                          int nr_pages)
836 {
837         /*
838          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
839          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
840          */
841         if (PageAnon(page))
842                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
843                                 nr_pages);
844         else
845                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
846                                 nr_pages);
847
848         if (PageTransHuge(page))
849                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
850                                 nr_pages);
851
852         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
853         if (nr_pages > 0)
854                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
855         else {
856                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
857                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
858         }
859
860         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
861 }
862
863 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
864 {
865         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
866
867         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
868         return mz->lru_size[lru];
869 }
870
871 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
872                                                   int nid,
873                                                   unsigned int lru_mask)
874 {
875         unsigned long nr = 0;
876         int zid;
877
878         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
879
880         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
881                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
882                 enum lru_list lru;
883
884                 for_each_lru(lru) {
885                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
886                                 continue;
887                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
888                         nr += mz->lru_size[lru];
889                 }
890         }
891         return nr;
892 }
893
894 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
895                         unsigned int lru_mask)
896 {
897         unsigned long nr = 0;
898         int nid;
899
900         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
901                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
902         return nr;
903 }
904
905 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
906                                        enum mem_cgroup_events_target target)
907 {
908         unsigned long val, next;
909
910         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
911         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
912         /* from time_after() in jiffies.h */
913         if ((long)next - (long)val < 0) {
914                 switch (target) {
915                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
916                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
917                         break;
918                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
919                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
920                         break;
921                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
922                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
923                         break;
924                 default:
925                         break;
926                 }
927                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
928                 return true;
929         }
930         return false;
931 }
932
933 /*
934  * Check events in order.
935  *
936  */
937 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
938 {
939         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
940         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
941                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
942                 bool do_softlimit;
943                 bool do_numainfo __maybe_unused;
944
945                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
946                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
947 #if MAX_NUMNODES > 1
948                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
949                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
950 #endif
951                 mem_cgroup_threshold(memcg);
952                 if (unlikely(do_softlimit))
953                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
954 #if MAX_NUMNODES > 1
955                 if (unlikely(do_numainfo))
956                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
957 #endif
958         }
959 }
960
961 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
962 {
963         /*
964          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
965          * if it races with swapoff, page migration, etc.
966          * So this can be called with p == NULL.
967          */
968         if (unlikely(!p))
969                 return NULL;
970
971         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
972 }
973
974 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
975 {
976         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
977
978         rcu_read_lock();
979         do {
980                 /*
981                  * Page cache insertions can happen withou an
982                  * actual mm context, e.g. during disk probing
983                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
984                  */
985                 if (unlikely(!mm))
986                         memcg = root_mem_cgroup;
987                 else {
988                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
989                         if (unlikely(!memcg))
990                                 memcg = root_mem_cgroup;
991                 }
992         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
993         rcu_read_unlock();
994         return memcg;
995 }
996
997 /**
998  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
999  * @root: hierarchy root
1000  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1001  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1002  *
1003  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1004  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1005  *
1006  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1007  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1008  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1009  *
1010  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1011  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1012  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1013  */
1014 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1015                                    struct mem_cgroup *prev,
1016                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1017 {
1018         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1019         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1020         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1021         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         if (!root)
1027                 root = root_mem_cgroup;
1028
1029         if (prev && !reclaim)
1030                 pos = prev;
1031
1032         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1033                 if (prev)
1034                         goto out;
1035                 return root;
1036         }
1037
1038         rcu_read_lock();
1039
1040         if (reclaim) {
1041                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1042
1043                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1044                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1045
1046                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1047                         goto out_unlock;
1048
1049                 do {
1050                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1051                         /*
1052                          * A racing update may change the position and
1053                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1054                          * or retry to see the updated position.
1055                          */
1056                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1057         }
1058
1059         if (pos)
1060                 css = &pos->css;
1061
1062         for (;;) {
1063                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1064                 if (!css) {
1065                         /*
1066                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1067                          * new one might jump in right at the end of
1068                          * the hierarchy - make sure they see at least
1069                          * one group and restart from the beginning.
1070                          */
1071                         if (!prev)
1072                                 continue;
1073                         break;
1074                 }
1075
1076                 /*
1077                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1078                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1079                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1080                  */
1081                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1082
1083                 if (css == &root->css)
1084                         break;
1085
1086                 if (css_tryget(css)) {
1087                         /*
1088                          * Make sure the memcg is initialized:
1089                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1090                          * initialization against setting the flag.
1091                          */
1092                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1093                                 break;
1094
1095                         css_put(css);
1096                 }
1097
1098                 memcg = NULL;
1099         }
1100
1101         if (reclaim) {
1102                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1103                         if (memcg)
1104                                 css_get(&memcg->css);
1105                         if (pos)
1106                                 css_put(&pos->css);
1107                 }
1108
1109                 /*
1110                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1111                  * above.
1112                  */
1113                 if (pos)
1114                         css_put(&pos->css);
1115
1116                 if (!memcg)
1117                         iter->generation++;
1118                 else if (!prev)
1119                         reclaim->generation = iter->generation;
1120         }
1121
1122 out_unlock:
1123         rcu_read_unlock();
1124 out:
1125         if (prev && prev != root)
1126                 css_put(&prev->css);
1127
1128         return memcg;
1129 }
1130
1131 /**
1132  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1133  * @root: hierarchy root
1134  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1135  */
1136 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1137                            struct mem_cgroup *prev)
1138 {
1139         if (!root)
1140                 root = root_mem_cgroup;
1141         if (prev && prev != root)
1142                 css_put(&prev->css);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1147  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1148  * be used for reference counting.
1149  */
1150 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1151         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1152              iter != NULL;                              \
1153              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1154
1155 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1156         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1157              iter != NULL;                              \
1158              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1159
1160 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1161 {
1162         struct mem_cgroup *memcg;
1163
1164         rcu_read_lock();
1165         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1166         if (unlikely(!memcg))
1167                 goto out;
1168
1169         switch (idx) {
1170         case PGFAULT:
1171                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1172                 break;
1173         case PGMAJFAULT:
1174                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1175                 break;
1176         default:
1177                 BUG();
1178         }
1179 out:
1180         rcu_read_unlock();
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1183
1184 /**
1185  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1186  * @zone: zone of the wanted lruvec
1187  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1188  *
1189  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1190  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1191  * is disabled.
1192  */
1193 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1194                                       struct mem_cgroup *memcg)
1195 {
1196         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1197         struct lruvec *lruvec;
1198
1199         if (mem_cgroup_disabled()) {
1200                 lruvec = &zone->lruvec;
1201                 goto out;
1202         }
1203
1204         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1205         lruvec = &mz->lruvec;
1206 out:
1207         /*
1208          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1209          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1210          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1211          */
1212         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1213                 lruvec->zone = zone;
1214         return lruvec;
1215 }
1216
1217 /**
1218  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1219  * @page: the page
1220  * @zone: zone of the page
1221  *
1222  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1223  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1224  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1225  */
1226 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1227 {
1228         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1229         struct mem_cgroup *memcg;
1230         struct lruvec *lruvec;
1231
1232         if (mem_cgroup_disabled()) {
1233                 lruvec = &zone->lruvec;
1234                 goto out;
1235         }
1236
1237         memcg = page->mem_cgroup;
1238         /*
1239          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1240          * possibly migrated - before they are charged.
1241          */
1242         if (!memcg)
1243                 memcg = root_mem_cgroup;
1244
1245         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1246         lruvec = &mz->lruvec;
1247 out:
1248         /*
1249          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1250          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1251          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1252          */
1253         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1254                 lruvec->zone = zone;
1255         return lruvec;
1256 }
1257
1258 /**
1259  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1260  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1261  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1262  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1263  *
1264  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1265  * lru list.
1266  */
1267 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1268                                 int nr_pages)
1269 {
1270         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1271         unsigned long *lru_size;
1272
1273         if (mem_cgroup_disabled())
1274                 return;
1275
1276         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1277         lru_size = mz->lru_size + lru;
1278         *lru_size += nr_pages;
1279         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1280 }
1281
1282 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1283 {
1284         if (root == memcg)
1285                 return true;
1286         if (!root->use_hierarchy)
1287                 return false;
1288         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1289 }
1290
1291 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1292 {
1293         struct mem_cgroup *task_memcg;
1294         struct task_struct *p;
1295         bool ret;
1296
1297         p = find_lock_task_mm(task);
1298         if (p) {
1299                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1300                 task_unlock(p);
1301         } else {
1302                 /*
1303                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1304                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1305                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1306                  */
1307                 rcu_read_lock();
1308                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1309                 css_get(&task_memcg->css);
1310                 rcu_read_unlock();
1311         }
1312         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1313         css_put(&task_memcg->css);
1314         return ret;
1315 }
1316
1317 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1318 {
1319         unsigned long inactive_ratio;
1320         unsigned long inactive;
1321         unsigned long active;
1322         unsigned long gb;
1323
1324         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1325         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1326
1327         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1328         if (gb)
1329                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1330         else
1331                 inactive_ratio = 1;
1332
1333         return inactive * inactive_ratio < active;
1334 }
1335
1336 bool mem_cgroup_lruvec_online(struct lruvec *lruvec)
1337 {
1338         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1339         struct mem_cgroup *memcg;
1340
1341         if (mem_cgroup_disabled())
1342                 return true;
1343
1344         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1345         memcg = mz->memcg;
1346
1347         return !!(memcg->css.flags & CSS_ONLINE);
1348 }
1349
1350 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1351         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1352
1353 /**
1354  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1355  * @memcg: the memory cgroup
1356  *
1357  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1358  * pages.
1359  */
1360 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1361 {
1362         unsigned long margin = 0;
1363         unsigned long count;
1364         unsigned long limit;
1365
1366         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1367         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1368         if (count < limit)
1369                 margin = limit - count;
1370
1371         if (do_swap_account) {
1372                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1373                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1374                 if (count <= limit)
1375                         margin = min(margin, limit - count);
1376         }
1377
1378         return margin;
1379 }
1380
1381 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1382 {
1383         /* root ? */
1384         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1385                 return vm_swappiness;
1386
1387         return memcg->swappiness;
1388 }
1389
1390 /*
1391  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1392  *
1393  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1394  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1395  * caused by "move".
1396  */
1397 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1398 {
1399         struct mem_cgroup *from;
1400         struct mem_cgroup *to;
1401         bool ret = false;
1402         /*
1403          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1404          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1405          */
1406         spin_lock(&mc.lock);
1407         from = mc.from;
1408         to = mc.to;
1409         if (!from)
1410                 goto unlock;
1411
1412         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1413                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1414 unlock:
1415         spin_unlock(&mc.lock);
1416         return ret;
1417 }
1418
1419 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1422                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1423                         DEFINE_WAIT(wait);
1424                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1425                         /* moving charge context might have finished. */
1426                         if (mc.moving_task)
1427                                 schedule();
1428                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1429                         return true;
1430                 }
1431         }
1432         return false;
1433 }
1434
1435 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1436 /**
1437  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1438  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1439  * @p: Task that is going to be killed
1440  *
1441  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1442  * enabled
1443  */
1444 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1445 {
1446         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1447         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1448         struct mem_cgroup *iter;
1449         unsigned int i;
1450
1451         mutex_lock(&oom_info_lock);
1452         rcu_read_lock();
1453
1454         if (p) {
1455                 pr_info("Task in ");
1456                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1457                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1458         } else {
1459                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1460         }
1461
1462         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1463         pr_cont("\n");
1464
1465         rcu_read_unlock();
1466
1467         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1468                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1469                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1470         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1471                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1472                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1473         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1474                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1475                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1476
1477         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1478                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1479                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1480                 pr_cont(":");
1481
1482                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1483                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1484                                 continue;
1485                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1486                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1487                 }
1488
1489                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1490                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1491                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1492
1493                 pr_cont("\n");
1494         }
1495         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1500  * 1(self count) if no children.
1501  */
1502 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1503 {
1504         int num = 0;
1505         struct mem_cgroup *iter;
1506
1507         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1508                 num++;
1509         return num;
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1514  */
1515 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         unsigned long limit;
1518
1519         limit = memcg->memory.limit;
1520         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1521                 unsigned long memsw_limit;
1522
1523                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1524                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1525         }
1526         return limit;
1527 }
1528
1529 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1530                                      int order)
1531 {
1532         struct mem_cgroup *iter;
1533         unsigned long chosen_points = 0;
1534         unsigned long totalpages;
1535         unsigned int points = 0;
1536         struct task_struct *chosen = NULL;
1537
1538         /*
1539          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1540          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1541          * quickly exit and free its memory.
1542          */
1543         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1544                 mark_tsk_oom_victim(current);
1545                 return;
1546         }
1547
1548         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL, memcg);
1549         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1550         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1551                 struct css_task_iter it;
1552                 struct task_struct *task;
1553
1554                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1555                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1556                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1557                                                         false)) {
1558                         case OOM_SCAN_SELECT:
1559                                 if (chosen)
1560                                         put_task_struct(chosen);
1561                                 chosen = task;
1562                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1563                                 get_task_struct(chosen);
1564                                 /* fall through */
1565                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1566                                 continue;
1567                         case OOM_SCAN_ABORT:
1568                                 css_task_iter_end(&it);
1569                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1570                                 if (chosen)
1571                                         put_task_struct(chosen);
1572                                 return;
1573                         case OOM_SCAN_OK:
1574                                 break;
1575                         };
1576                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1577                         if (!points || points < chosen_points)
1578                                 continue;
1579                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1580                         if (points == chosen_points &&
1581                             thread_group_leader(chosen))
1582                                 continue;
1583
1584                         if (chosen)
1585                                 put_task_struct(chosen);
1586                         chosen = task;
1587                         chosen_points = points;
1588                         get_task_struct(chosen);
1589                 }
1590                 css_task_iter_end(&it);
1591         }
1592
1593         if (!chosen)
1594                 return;
1595         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1596         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1597                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1598 }
1599
1600 #if MAX_NUMNODES > 1
1601
1602 /**
1603  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1604  * @memcg: the target memcg
1605  * @nid: the node ID to be checked.
1606  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1607  *
1608  * This function returns whether the specified memcg contains any
1609  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1610  * pages in the node.
1611  */
1612 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1613                 int nid, bool noswap)
1614 {
1615         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1616                 return true;
1617         if (noswap || !total_swap_pages)
1618                 return false;
1619         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1620                 return true;
1621         return false;
1622
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1627  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1628  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1629  *
1630  */
1631 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1632 {
1633         int nid;
1634         /*
1635          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1636          * pagein/pageout changes since the last update.
1637          */
1638         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1639                 return;
1640         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1641                 return;
1642
1643         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1644         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1645
1646         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1647
1648                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1649                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1650         }
1651
1652         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1653         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1658  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1659  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1660  *
1661  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1662  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1663  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1664  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1665  *
1666  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1667  */
1668 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1669 {
1670         int node;
1671
1672         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1673         node = memcg->last_scanned_node;
1674
1675         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1676         if (node == MAX_NUMNODES)
1677                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1678         /*
1679          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1680          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1681          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1682          * we use curret node.
1683          */
1684         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1685                 node = numa_node_id();
1686
1687         memcg->last_scanned_node = node;
1688         return node;
1689 }
1690 #else
1691 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1692 {
1693         return 0;
1694 }
1695 #endif
1696
1697 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1698                                    struct zone *zone,
1699                                    gfp_t gfp_mask,
1700                                    unsigned long *total_scanned)
1701 {
1702         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1703         int total = 0;
1704         int loop = 0;
1705         unsigned long excess;
1706         unsigned long nr_scanned;
1707         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1708                 .zone = zone,
1709                 .priority = 0,
1710         };
1711
1712         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1713
1714         while (1) {
1715                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1716                 if (!victim) {
1717                         loop++;
1718                         if (loop >= 2) {
1719                                 /*
1720                                  * If we have not been able to reclaim
1721                                  * anything, it might because there are
1722                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1723                                  */
1724                                 if (!total)
1725                                         break;
1726                                 /*
1727                                  * We want to do more targeted reclaim.
1728                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1729                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1730                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1731                                  */
1732                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1733                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1734                                         break;
1735                         }
1736                         continue;
1737                 }
1738                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1739                                                      zone, &nr_scanned);
1740                 *total_scanned += nr_scanned;
1741                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1742                         break;
1743         }
1744         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1745         return total;
1746 }
1747
1748 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1749 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1750         .name = "memcg_oom_lock",
1751 };
1752 #endif
1753
1754 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1755
1756 /*
1757  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1758  * If someone is running, return false.
1759  */
1760 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1761 {
1762         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1763
1764         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1765
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1767                 if (iter->oom_lock) {
1768                         /*
1769                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1770                          * so we cannot give a lock.
1771                          */
1772                         failed = iter;
1773                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1774                         break;
1775                 } else
1776                         iter->oom_lock = true;
1777         }
1778
1779         if (failed) {
1780                 /*
1781                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1782                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1783                  */
1784                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1785                         if (iter == failed) {
1786                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1787                                 break;
1788                         }
1789                         iter->oom_lock = false;
1790                 }
1791         } else
1792                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1793
1794         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1795
1796         return !failed;
1797 }
1798
1799 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1800 {
1801         struct mem_cgroup *iter;
1802
1803         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1804         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1805         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1806                 iter->oom_lock = false;
1807         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1808 }
1809
1810 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1811 {
1812         struct mem_cgroup *iter;
1813
1814         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1815                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1816 }
1817
1818 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1819 {
1820         struct mem_cgroup *iter;
1821
1822         /*
1823          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1824          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1825          * atomic_add_unless() here.
1826          */
1827         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1828                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1829 }
1830
1831 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1832
1833 struct oom_wait_info {
1834         struct mem_cgroup *memcg;
1835         wait_queue_t    wait;
1836 };
1837
1838 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1839         unsigned mode, int sync, void *arg)
1840 {
1841         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1842         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1843         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1844
1845         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1846         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1847
1848         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1849             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1850                 return 0;
1851         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1852 }
1853
1854 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1855 {
1856         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1857         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1858         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1859 }
1860
1861 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1864                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1865 }
1866
1867 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1868 {
1869         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1870                 return;
1871         /*
1872          * We are in the middle of the charge context here, so we
1873          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1874          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1875          *
1876          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1877          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1878          * invocation might not even be necessary.
1879          *
1880          * That's why we don't do anything here except remember the
1881          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1882          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1883          * and when we know whether the fault was overall successful.
1884          */
1885         css_get(&memcg->css);
1886         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1887         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1888         current->memcg_oom.order = order;
1889 }
1890
1891 /**
1892  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1893  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1894  *
1895  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1896  * handler was enabled.
1897  *
1898  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1899  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1900  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1901  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1902  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1903  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1904  *
1905  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1906  * completed, %false otherwise.
1907  */
1908 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1909 {
1910         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1911         struct oom_wait_info owait;
1912         bool locked;
1913
1914         /* OOM is global, do not handle */
1915         if (!memcg)
1916                 return false;
1917
1918         if (!handle || oom_killer_disabled)
1919                 goto cleanup;
1920
1921         owait.memcg = memcg;
1922         owait.wait.flags = 0;
1923         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1924         owait.wait.private = current;
1925         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1926
1927         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1928         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1929
1930         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1931
1932         if (locked)
1933                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1934
1935         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1936                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1937                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1938                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1939                                          current->memcg_oom.order);
1940         } else {
1941                 schedule();
1942                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1943                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1944         }
1945
1946         if (locked) {
1947                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1948                 /*
1949                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1950                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1951                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1952                  */
1953                 memcg_oom_recover(memcg);
1954         }
1955 cleanup:
1956         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1957         css_put(&memcg->css);
1958         return true;
1959 }
1960
1961 /**
1962  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1963  * @page: page that is going to change accounted state
1964  *
1965  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1966  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1967  * being moved to another memcg:
1968  *
1969  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1970  *   if (TestClearPageState(page))
1971  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1972  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1973  */
1974 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1975 {
1976         struct mem_cgroup *memcg;
1977         unsigned long flags;
1978
1979         /*
1980          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1981          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1982          * because page moving starts with an RCU grace period.
1983          *
1984          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1985          * the page state that is going to change is the only thing
1986          * preventing the page from being uncharged.
1987          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1988          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1989          * account transaction might be complete.
1990          */
1991         rcu_read_lock();
1992
1993         if (mem_cgroup_disabled())
1994                 return NULL;
1995 again:
1996         memcg = page->mem_cgroup;
1997         if (unlikely(!memcg))
1998                 return NULL;
1999
2000         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2001                 return memcg;
2002
2003         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2004         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2005                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2006                 goto again;
2007         }
2008
2009         /*
2010          * When charge migration first begins, we can have locked and
2011          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2012          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
2013          */
2014         memcg->move_lock_task = current;
2015         memcg->move_lock_flags = flags;
2016
2017         return memcg;
2018 }
2019
2020 /**
2021  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2022  * @memcg: the memcg that was accounted against
2023  */
2024 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
2025 {
2026         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2027                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2028
2029                 memcg->move_lock_task = NULL;
2030                 memcg->move_lock_flags = 0;
2031
2032                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2033         }
2034
2035         rcu_read_unlock();
2036 }
2037
2038 /**
2039  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2040  * @memcg: memcg to account against
2041  * @idx: page state item to account
2042  * @val: number of pages (positive or negative)
2043  *
2044  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2045  */
2046 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2047                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2048 {
2049         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2050
2051         if (memcg)
2052                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2053 }
2054
2055 /*
2056  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2057  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2058  */
2059 #define CHARGE_BATCH    32U
2060 struct memcg_stock_pcp {
2061         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2062         unsigned int nr_pages;
2063         struct work_struct work;
2064         unsigned long flags;
2065 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2066 };
2067 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2068 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2069
2070 /**
2071  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2072  * @memcg: memcg to consume from.
2073  * @nr_pages: how many pages to charge.
2074  *
2075  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2076  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2077  * service an allocation will refill the stock.
2078  *
2079  * returns true if successful, false otherwise.
2080  */
2081 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2082 {
2083         struct memcg_stock_pcp *stock;
2084         bool ret = false;
2085
2086         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2087                 return ret;
2088
2089         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2090         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2091                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2092                 ret = true;
2093         }
2094         put_cpu_var(memcg_stock);
2095         return ret;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2100  */
2101 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2102 {
2103         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2104
2105         if (stock->nr_pages) {
2106                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2107                 if (do_swap_account)
2108                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2109                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2110                 stock->nr_pages = 0;
2111         }
2112         stock->cached = NULL;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2117  * a thread which is pinned to local cpu.
2118  */
2119 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2120 {
2121         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2122         drain_stock(stock);
2123         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2128  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2129  */
2130 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2131 {
2132         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2133
2134         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2135                 drain_stock(stock);
2136                 stock->cached = memcg;
2137         }
2138         stock->nr_pages += nr_pages;
2139         put_cpu_var(memcg_stock);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2144  * of the hierarchy under it.
2145  */
2146 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2147 {
2148         int cpu, curcpu;
2149
2150         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2151         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2152                 return;
2153         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2154         get_online_cpus();
2155         curcpu = get_cpu();
2156         for_each_online_cpu(cpu) {
2157                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2158                 struct mem_cgroup *memcg;
2159
2160                 memcg = stock->cached;
2161                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2162                         continue;
2163                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2164                         continue;
2165                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2166                         if (cpu == curcpu)
2167                                 drain_local_stock(&stock->work);
2168                         else
2169                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2170                 }
2171         }
2172         put_cpu();
2173         put_online_cpus();
2174         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2175 }
2176
2177 /*
2178  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2179  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2180  */
2181 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2182 {
2183         int i;
2184
2185         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2186         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2187                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2188
2189                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2190                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2191         }
2192         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2193                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2194
2195                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2196                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2197         }
2198         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2199 }
2200
2201 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2202                                         unsigned long action,
2203                                         void *hcpu)
2204 {
2205         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2206         struct memcg_stock_pcp *stock;
2207         struct mem_cgroup *iter;
2208
2209         if (action == CPU_ONLINE)
2210                 return NOTIFY_OK;
2211
2212         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2213                 return NOTIFY_OK;
2214
2215         for_each_mem_cgroup(iter)
2216                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2217
2218         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2219         drain_stock(stock);
2220         return NOTIFY_OK;
2221 }
2222
2223 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2224                       unsigned int nr_pages)
2225 {
2226         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2227         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2228         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2229         struct page_counter *counter;
2230         unsigned long nr_reclaimed;
2231         bool may_swap = true;
2232         bool drained = false;
2233         int ret = 0;
2234
2235         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2236                 goto done;
2237 retry:
2238         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2239                 goto done;
2240
2241         if (!do_swap_account ||
2242             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2243                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2244                         goto done_restock;
2245                 if (do_swap_account)
2246                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2247                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2248         } else {
2249                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2250                 may_swap = false;
2251         }
2252
2253         if (batch > nr_pages) {
2254                 batch = nr_pages;
2255                 goto retry;
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2260          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2261          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2262          * free their memory.
2263          */
2264         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2265                      fatal_signal_pending(current) ||
2266                      current->flags & PF_EXITING))
2267                 goto bypass;
2268
2269         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2270                 goto nomem;
2271
2272         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2273                 goto nomem;
2274
2275         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2276
2277         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2278                                                     gfp_mask, may_swap);
2279
2280         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2281                 goto retry;
2282
2283         if (!drained) {
2284                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2285                 drained = true;
2286                 goto retry;
2287         }
2288
2289         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2290                 goto nomem;
2291         /*
2292          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2293          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2294          * before killing the task.
2295          *
2296          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2297          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2298          * to regular pages anyway in case of failure.
2299          */
2300         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2301                 goto retry;
2302         /*
2303          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2304          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2305          */
2306         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2307                 goto retry;
2308
2309         if (nr_retries--)
2310                 goto retry;
2311
2312         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2313                 goto bypass;
2314
2315         if (fatal_signal_pending(current))
2316                 goto bypass;
2317
2318         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2319
2320         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2321 nomem:
2322         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2323                 return -ENOMEM;
2324 bypass:
2325         return -EINTR;
2326
2327 done_restock:
2328         css_get_many(&memcg->css, batch);
2329         if (batch > nr_pages)
2330                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2331         /*
2332          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2333          * make the charging task trim their excess contribution.
2334          */
2335         do {
2336                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2337                         continue;
2338                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2339                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2340         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2341 done:
2342         return ret;
2343 }
2344
2345 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2346 {
2347         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2348                 return;
2349
2350         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2351         if (do_swap_account)
2352                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2353
2354         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2355 }
2356
2357 /*
2358  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2359  * @page: the page
2360  *
2361  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2362  *
2363  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2364  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2365  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2366  */
2367 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2368 {
2369         struct mem_cgroup *memcg;
2370         unsigned short id;
2371         swp_entry_t ent;
2372
2373         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2374
2375         memcg = page->mem_cgroup;
2376         if (memcg) {
2377                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2378                         memcg = NULL;
2379         } else if (PageSwapCache(page)) {
2380                 ent.val = page_private(page);
2381                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2382                 rcu_read_lock();
2383                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
2384                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2385                         memcg = NULL;
2386                 rcu_read_unlock();
2387         }
2388         return memcg;
2389 }
2390
2391 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2392 {
2393         struct zone *zone = page_zone(page);
2394
2395         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2396         if (PageLRU(page)) {
2397                 struct lruvec *lruvec;
2398
2399                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2400                 ClearPageLRU(page);
2401                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2402                 *isolated = 1;
2403         } else
2404                 *isolated = 0;
2405 }
2406
2407 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2408 {
2409         struct zone *zone = page_zone(page);
2410
2411         if (isolated) {
2412                 struct lruvec *lruvec;
2413
2414                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2415                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2416                 SetPageLRU(page);
2417                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2418         }
2419         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2420 }
2421
2422 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2423                           bool lrucare)
2424 {
2425         int isolated;
2426
2427         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2428
2429         /*
2430          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2431          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2432          */
2433         if (lrucare)
2434                 lock_page_lru(page, &isolated);
2435
2436         /*
2437          * Nobody should be changing or seriously looking at
2438          * page->mem_cgroup at this point:
2439          *
2440          * - the page is uncharged
2441          *
2442          * - the page is off-LRU
2443          *
2444          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2445          *   a locked page table
2446          *
2447          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2448          *   have the page locked
2449          */
2450         page->mem_cgroup = memcg;
2451
2452         if (lrucare)
2453                 unlock_page_lru(page, isolated);
2454 }
2455
2456 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2457 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2458                       unsigned long nr_pages)
2459 {
2460         struct page_counter *counter;
2461         int ret = 0;
2462
2463         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2464         if (ret < 0)
2465                 return ret;
2466
2467         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2468         if (ret == -EINTR)  {
2469                 /*
2470                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2471                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2472                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2473                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2474                  * perspective, the cache has already been selected, by
2475                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2476                  * our minds.
2477                  *
2478                  * This condition will only trigger if the task entered
2479                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2480                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2481                  * when the allocation triggers should have been already
2482                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2483                  */
2484                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2485                 if (do_swap_account)
2486                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2487                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2488                 ret = 0;
2489         } else if (ret)
2490                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2491
2492         return ret;
2493 }
2494
2495 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2496 {
2497         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2498         if (do_swap_account)
2499                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2500
2501         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2502
2503         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2508  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2509  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2510  */
2511 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2512 {
2513         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2514 }
2515
2516 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2517 {
2518         int id, size;
2519         int err;
2520
2521         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2522                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2523         if (id < 0)
2524                 return id;
2525
2526         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2527                 return id;
2528
2529         /*
2530          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2531          * so we have to grow them.
2532          */
2533         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2534
2535         size = 2 * (id + 1);
2536         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2537                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2538         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2539                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2540
2541         err = memcg_update_all_caches(size);
2542         if (!err)
2543                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2544         if (!err)
2545                 memcg_nr_cache_ids = size;
2546
2547         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2548
2549         if (err) {
2550                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2551                 return err;
2552         }
2553         return id;
2554 }
2555
2556 static void memcg_free_cache_id(int id)
2557 {
2558         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2559 }
2560
2561 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2562         struct mem_cgroup *memcg;
2563         struct kmem_cache *cachep;
2564         struct work_struct work;
2565 };
2566
2567 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2568 {
2569         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2570                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2571         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2572         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2573
2574         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2575
2576         css_put(&memcg->css);
2577         kfree(cw);
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2582  */
2583 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2584                                                struct kmem_cache *cachep)
2585 {
2586         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2587
2588         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2589         if (!cw)
2590                 return;
2591
2592         css_get(&memcg->css);
2593
2594         cw->memcg = memcg;
2595         cw->cachep = cachep;
2596         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2597
2598         schedule_work(&cw->work);
2599 }
2600
2601 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2602                                              struct kmem_cache *cachep)
2603 {
2604         /*
2605          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2606          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2607          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2608          *
2609          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2610          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2611          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2612          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2613          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2614          */
2615         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2616         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2617         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2622  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2623  *
2624  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2625  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2626  * in a workqueue.
2627  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2628  * the original cache.
2629  *
2630  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2631  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2632  */
2633 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2634 {
2635         struct mem_cgroup *memcg;
2636         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2637         int kmemcg_id;
2638
2639         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2640
2641         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2642                 return cachep;
2643
2644         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2645         kmemcg_id = ACCESS_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2646         if (kmemcg_id < 0)
2647                 goto out;
2648
2649         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2650         if (likely(memcg_cachep))
2651                 return memcg_cachep;
2652
2653         /*
2654          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2655          * context), we could be be predictable and return right away.
2656          * This would guarantee that the allocation being performed
2657          * already belongs in the new cache.
2658          *
2659          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2660          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2661          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2662          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2663          * defer everything.
2664          */
2665         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2666 out:
2667         css_put(&memcg->css);
2668         return cachep;
2669 }
2670
2671 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2672 {
2673         if (!is_root_cache(cachep))
2674                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2675 }
2676
2677 /*
2678  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2679  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2680  * need a further commit step to do the final arrangements.
2681  *
2682  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2683  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2684  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2685  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2686  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2687  * the compiled-out case as well.
2688  *
2689  * Returning true means the allocation is possible.
2690  */
2691 bool
2692 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2693 {
2694         struct mem_cgroup *memcg;
2695         int ret;
2696
2697         *_memcg = NULL;
2698
2699         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2700
2701         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2702                 css_put(&memcg->css);
2703                 return true;
2704         }
2705
2706         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2707         if (!ret)
2708                 *_memcg = memcg;
2709
2710         css_put(&memcg->css);
2711         return (ret == 0);
2712 }
2713
2714 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2715                               int order)
2716 {
2717         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2718
2719         /* The page allocation failed. Revert */
2720         if (!page) {
2721                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2722                 return;
2723         }
2724         page->mem_cgroup = memcg;
2725 }
2726
2727 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2728 {
2729         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2730
2731         if (!memcg)
2732                 return;
2733
2734         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2735
2736         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2737         page->mem_cgroup = NULL;
2738 }
2739
2740 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2741 {
2742         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2743         struct kmem_cache *cachep;
2744         struct page *page;
2745
2746         page = virt_to_head_page(ptr);
2747         if (PageSlab(page)) {
2748                 cachep = page->slab_cache;
2749                 if (!is_root_cache(cachep))
2750                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2751         } else
2752                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2753                 memcg = page->mem_cgroup;
2754
2755         return memcg;
2756 }
2757 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2758
2759 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2760
2761 /*
2762  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2763  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2764  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2765  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2766  */
2767 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2768 {
2769         int i;
2770
2771         if (mem_cgroup_disabled())
2772                 return;
2773
2774         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2775                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2776
2777         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2778                        HPAGE_PMD_NR);
2779 }
2780 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2781
2782 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2783 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2784                                          bool charge)
2785 {
2786         int val = (charge) ? 1 : -1;
2787         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2788 }
2789
2790 /**
2791  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2792  * @entry: swap entry to be moved
2793  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2794  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2795  *
2796  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2797  * as the mem_cgroup's id of @from.
2798  *
2799  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2800  *
2801  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2802  * both res and memsw, and called css_get().
2803  */
2804 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2805                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2806 {
2807         unsigned short old_id, new_id;
2808
2809         old_id = mem_cgroup_id(from);
2810         new_id = mem_cgroup_id(to);
2811
2812         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2813                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2814                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2815                 return 0;
2816         }
2817         return -EINVAL;
2818 }
2819 #else
2820 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2821                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2822 {
2823         return -EINVAL;
2824 }
2825 #endif
2826
2827 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2828
2829 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2830                                    unsigned long limit)
2831 {
2832         unsigned long curusage;
2833         unsigned long oldusage;
2834         bool enlarge = false;
2835         int retry_count;
2836         int ret;
2837
2838         /*
2839          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2840          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2841          * of # of children which we should visit in this loop.
2842          */
2843         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2844                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2845
2846         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2847
2848         do {
2849                 if (signal_pending(current)) {
2850                         ret = -EINTR;
2851                         break;
2852                 }
2853
2854                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2855                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2856                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2857                         ret = -EINVAL;
2858                         break;
2859                 }
2860                 if (limit > memcg->memory.limit)
2861                         enlarge = true;
2862                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2863                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2864
2865                 if (!ret)
2866                         break;
2867
2868                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2869
2870                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2871                 /* Usage is reduced ? */
2872                 if (curusage >= oldusage)
2873                         retry_count--;
2874                 else
2875                         oldusage = curusage;
2876         } while (retry_count);
2877
2878         if (!ret && enlarge)
2879                 memcg_oom_recover(memcg);
2880
2881         return ret;
2882 }
2883
2884 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2885                                          unsigned long limit)
2886 {
2887         unsigned long curusage;
2888         unsigned long oldusage;
2889         bool enlarge = false;
2890         int retry_count;
2891         int ret;
2892
2893         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2894         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2895                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2896
2897         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2898
2899         do {
2900                 if (signal_pending(current)) {
2901                         ret = -EINTR;
2902                         break;
2903                 }
2904
2905                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2906                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2907                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2908                         ret = -EINVAL;
2909                         break;
2910                 }
2911                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2912                         enlarge = true;
2913                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2914                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2915
2916                 if (!ret)
2917                         break;
2918
2919                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2920
2921                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2922                 /* Usage is reduced ? */
2923                 if (curusage >= oldusage)
2924                         retry_count--;
2925                 else
2926                         oldusage = curusage;
2927         } while (retry_count);
2928
2929         if (!ret && enlarge)
2930                 memcg_oom_recover(memcg);
2931
2932         return ret;
2933 }
2934
2935 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2936                                             gfp_t gfp_mask,
2937                                             unsigned long *total_scanned)
2938 {
2939         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2940         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2941         unsigned long reclaimed;
2942         int loop = 0;
2943         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2944         unsigned long excess;
2945         unsigned long nr_scanned;
2946
2947         if (order > 0)
2948                 return 0;
2949
2950         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2951         /*
2952          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2953          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2954          * pressure
2955          */
2956         do {
2957                 if (next_mz)
2958                         mz = next_mz;
2959                 else
2960                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2961                 if (!mz)
2962                         break;
2963
2964                 nr_scanned = 0;
2965                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2966                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2967                 nr_reclaimed += reclaimed;
2968                 *total_scanned += nr_scanned;
2969                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2970                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2971
2972                 /*
2973                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2974                  * it is time to move on to the next cgroup
2975                  */
2976                 next_mz = NULL;
2977                 if (!reclaimed)
2978                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2979
2980                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2981                 /*
2982                  * One school of thought says that we should not add
2983                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2984                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2985                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2986                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2987                  * term TODO.
2988                  */
2989                 /* If excess == 0, no tree ops */
2990                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2991                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2992                 css_put(&mz->memcg->css);
2993                 loop++;
2994                 /*
2995                  * Could not reclaim anything and there are no more
2996                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2997                  * reclaiming anything.
2998                  */
2999                 if (!nr_reclaimed &&
3000                         (next_mz == NULL ||
3001                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3002                         break;
3003         } while (!nr_reclaimed);
3004         if (next_mz)
3005                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3006         return nr_reclaimed;
3007 }
3008
3009 /*
3010  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3011  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3012  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3013  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3014  */
3015 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3016 {
3017         bool ret;
3018
3019         /*
3020          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3021          * it prevents a new child from being initialized based on this
3022          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3023          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3024          */
3025         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3026
3027         rcu_read_lock();
3028         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3029         rcu_read_unlock();
3030         return ret;
3031 }
3032
3033 /*
3034  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3035  * the rest to the parent.
3036  *
3037  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3038  */
3039 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3040 {
3041         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3042
3043         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3044         lru_add_drain_all();
3045         /* try to free all pages in this cgroup */
3046         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3047                 int progress;
3048
3049                 if (signal_pending(current))
3050                         return -EINTR;
3051
3052                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3053                                                         GFP_KERNEL, true);
3054                 if (!progress) {
3055                         nr_retries--;
3056                         /* maybe some writeback is necessary */
3057                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3058                 }
3059
3060         }
3061
3062         return 0;
3063 }
3064
3065 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3066                                             char *buf, size_t nbytes,
3067                                             loff_t off)
3068 {
3069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3070
3071         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3072                 return -EINVAL;
3073         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3074 }
3075
3076 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3077                                      struct cftype *cft)
3078 {
3079         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3080 }
3081
3082 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3083                                       struct cftype *cft, u64 val)
3084 {
3085         int retval = 0;
3086         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3087         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3088
3089         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3090
3091         if (memcg->use_hierarchy == val)
3092                 goto out;
3093
3094         /*
3095          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3096          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3097          * occur, provided the current cgroup has no children.
3098          *
3099          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3100          * set if there are no children.
3101          */
3102         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3103                                 (val == 1 || val == 0)) {
3104                 if (!memcg_has_children(memcg))
3105                         memcg->use_hierarchy = val;
3106                 else
3107                         retval = -EBUSY;
3108         } else
3109                 retval = -EINVAL;
3110
3111 out:
3112         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3113
3114         return retval;
3115 }
3116
3117 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3118                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3119 {
3120         struct mem_cgroup *iter;
3121         long val = 0;
3122
3123         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3124         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3125                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3126
3127         if (val < 0) /* race ? */
3128                 val = 0;
3129         return val;
3130 }
3131
3132 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3133 {
3134         u64 val;
3135
3136         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3137                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3138                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3139                 if (swap)
3140                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3141         } else {
3142                 if (!swap)
3143                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3144                 else
3145                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3146         }
3147         return val << PAGE_SHIFT;
3148 }
3149
3150 enum {
3151         RES_USAGE,
3152         RES_LIMIT,
3153         RES_MAX_USAGE,
3154         RES_FAILCNT,
3155         RES_SOFT_LIMIT,
3156 };
3157
3158 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3159                                struct cftype *cft)
3160 {
3161         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3162         struct page_counter *counter;
3163
3164         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3165         case _MEM:
3166                 counter = &memcg->memory;
3167                 break;
3168         case _MEMSWAP:
3169                 counter = &memcg->memsw;
3170                 break;
3171         case _KMEM:
3172                 counter = &memcg->kmem;
3173                 break;
3174         default:
3175                 BUG();
3176         }
3177
3178         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3179         case RES_USAGE:
3180                 if (counter == &memcg->memory)
3181                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3182                 if (counter == &memcg->memsw)
3183                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3184                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3185         case RES_LIMIT:
3186                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3187         case RES_MAX_USAGE:
3188                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3189         case RES_FAILCNT:
3190                 return counter->failcnt;
3191         case RES_SOFT_LIMIT:
3192                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3193         default:
3194                 BUG();
3195         }
3196 }
3197
3198 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3199 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3200                                unsigned long nr_pages)
3201 {
3202         int err = 0;
3203         int memcg_id;
3204
3205         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3206         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
3207         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
3208
3209         /*
3210          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3211          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3212          * already joined.
3213          *
3214          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3215          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3216          * place, which makes the value quite meaningless.
3217          *
3218          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3219          * of course permitted.
3220          */
3221         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3222         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3223             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3224                 err = -EBUSY;
3225         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3226         if (err)
3227                 goto out;
3228
3229         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3230         if (memcg_id < 0) {
3231                 err = memcg_id;
3232                 goto out;
3233         }
3234
3235         /*
3236          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
3237          * activated yet, so this should succeed.
3238          */
3239         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3240         VM_BUG_ON(err);
3241
3242         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3243         /*
3244          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
3245          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3246          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3247          * patched.
3248          */
3249         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3250         memcg->kmem_acct_activated = true;
3251         memcg->kmem_acct_active = true;
3252 out:
3253         return err;
3254 }
3255
3256 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3257                                    unsigned long limit)
3258 {
3259         int ret;
3260
3261         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3262         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3263                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3264         else
3265                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3266         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3267         return ret;
3268 }
3269
3270 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3271 {
3272         int ret = 0;
3273         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3274
3275         if (!parent)
3276                 return 0;
3277
3278         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3279         /*
3280          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3281          * after this point, because it has at least one child already.
3282          */
3283         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3284                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3285         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3286         return ret;
3287 }
3288 #else
3289 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3290                                    unsigned long limit)
3291 {
3292         return -EINVAL;
3293 }
3294 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3295
3296 /*
3297  * The user of this function is...
3298  * RES_LIMIT.
3299  */
3300 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3301                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3302 {
3303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3304         unsigned long nr_pages;
3305         int ret;
3306
3307         buf = strstrip(buf);
3308         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3309         if (ret)
3310                 return ret;
3311
3312         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3313         case RES_LIMIT:
3314                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3315                         ret = -EINVAL;
3316                         break;
3317                 }
3318                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3319                 case _MEM:
3320                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3321                         break;
3322                 case _MEMSWAP:
3323                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3324                         break;
3325                 case _KMEM:
3326                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3327                         break;
3328                 }
3329                 break;
3330         case RES_SOFT_LIMIT:
3331                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3332                 ret = 0;
3333                 break;
3334         }
3335         return ret ?: nbytes;
3336 }
3337
3338 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3339                                 size_t nbytes, loff_t off)
3340 {
3341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3342         struct page_counter *counter;
3343
3344         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3345         case _MEM:
3346                 counter = &memcg->memory;
3347                 break;
3348         case _MEMSWAP:
3349                 counter = &memcg->memsw;
3350                 break;
3351         case _KMEM:
3352                 counter = &memcg->kmem;
3353                 break;
3354         default:
3355                 BUG();
3356         }
3357
3358         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3359         case RES_MAX_USAGE:
3360                 page_counter_reset_watermark(counter);
3361                 break;
3362         case RES_FAILCNT:
3363                 counter->failcnt = 0;
3364                 break;
3365         default:
3366                 BUG();
3367         }
3368
3369         return nbytes;
3370 }
3371
3372 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3373                                         struct cftype *cft)
3374 {
3375         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3376 }
3377
3378 #ifdef CONFIG_MMU
3379 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3380                                         struct cftype *cft, u64 val)
3381 {
3382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3383
3384         if (val & ~MOVE_MASK)
3385                 return -EINVAL;
3386
3387         /*
3388          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3389          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3390          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3391          * affect task migrations starting after the change.
3392          */
3393         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3394         return 0;
3395 }
3396 #else
3397 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3398                                         struct cftype *cft, u64 val)
3399 {
3400         return -ENOSYS;
3401 }
3402 #endif
3403
3404 #ifdef CONFIG_NUMA
3405 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3406 {
3407         struct numa_stat {
3408                 const char *name;
3409                 unsigned int lru_mask;
3410         };
3411
3412         static const struct numa_stat stats[] = {
3413                 { "total", LRU_ALL },
3414                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3415                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3416                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3417         };
3418         const struct numa_stat *stat;
3419         int nid;
3420         unsigned long nr;
3421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3422
3423         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3424                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3425                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3426                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3427                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3428                                                           stat->lru_mask);
3429                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3430                 }
3431                 seq_putc(m, '\n');
3432         }
3433
3434         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3435                 struct mem_cgroup *iter;
3436
3437                 nr = 0;
3438                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3439                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3440                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3441                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3442                         nr = 0;
3443                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3444                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3445                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3446                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3447                 }
3448                 seq_putc(m, '\n');
3449         }
3450
3451         return 0;
3452 }
3453 #endif /* CONFIG_NUMA */
3454
3455 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3456 {
3457         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3458         unsigned long memory, memsw;
3459         struct mem_cgroup *mi;
3460         unsigned int i;
3461
3462         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3463                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3464         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3465                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3466         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3467
3468         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3469                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3470                         continue;
3471                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3472                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3473         }
3474
3475         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3476                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3477                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3478
3479         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3480                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3481                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3482
3483         /* Hierarchical information */
3484         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3485         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3486                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3487                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3488         }
3489         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3490                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3491         if (do_swap_account)
3492                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3493                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3494
3495         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3496                 long long val = 0;
3497
3498                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3499                         continue;
3500                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3501                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3502                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3503         }
3504
3505         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3506                 unsigned long long val = 0;
3507
3508                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3509                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3510                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3511                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3512         }
3513
3514         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3515                 unsigned long long val = 0;
3516
3517                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3518                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3519                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3520         }
3521
3522 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3523         {
3524                 int nid, zid;
3525                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3526                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3527                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3528                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3529
3530                 for_each_online_node(nid)
3531                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3532                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3533                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3534
3535                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3536                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3537                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3538                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3539                         }
3540                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3541                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3542                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3543                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3544         }
3545 #endif
3546
3547         return 0;
3548 }
3549
3550 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3551                                       struct cftype *cft)
3552 {
3553         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3554
3555         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3556 }
3557
3558 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3559                                        struct cftype *cft, u64 val)
3560 {
3561         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3562
3563         if (val > 100)
3564                 return -EINVAL;
3565
3566         if (css->parent)
3567                 memcg->swappiness = val;
3568         else
3569                 vm_swappiness = val;
3570
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3575 {
3576         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3577         unsigned long usage;
3578         int i;
3579
3580         rcu_read_lock();
3581         if (!swap)
3582                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3583         else
3584                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3585
3586         if (!t)
3587                 goto unlock;
3588
3589         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3590
3591         /*
3592          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3593          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3594          * call of __mem_cgroup_threshold().
3595          */
3596         i = t->current_threshold;
3597
3598         /*
3599          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3600          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3601          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3602          * only one element of the array here.
3603          */
3604         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3605                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3606
3607         /* i = current_threshold + 1 */
3608         i++;
3609
3610         /*
3611          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3612          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3613          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3614          * only one element of the array here.
3615          */
3616         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3617                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3618
3619         /* Update current_threshold */
3620         t->current_threshold = i - 1;
3621 unlock:
3622         rcu_read_unlock();
3623 }
3624
3625 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3626 {
3627         while (memcg) {
3628                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3629                 if (do_swap_account)
3630                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3631
3632                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3633         }
3634 }
3635
3636 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3637 {
3638         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3639         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3640
3641         if (_a->threshold > _b->threshold)
3642                 return 1;
3643
3644         if (_a->threshold < _b->threshold)
3645                 return -1;
3646
3647         return 0;
3648 }
3649
3650 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3651 {
3652         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3653
3654         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3655
3656         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3657                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3658
3659         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3660         return 0;
3661 }
3662
3663 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3664 {
3665         struct mem_cgroup *iter;
3666
3667         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3668                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3669 }
3670
3671 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3672         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3673 {
3674         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3675         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3676         unsigned long threshold;
3677         unsigned long usage;
3678         int i, size, ret;
3679
3680         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3681         if (ret)
3682                 return ret;
3683
3684         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3685
3686         if (type == _MEM) {
3687                 thresholds = &memcg->thresholds;
3688                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3689         } else if (type == _MEMSWAP) {
3690                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3691                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3692         } else
3693                 BUG();
3694
3695         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3696         if (thresholds->primary)
3697                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3698
3699         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3700
3701         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3702         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3703                         GFP_KERNEL);
3704         if (!new) {
3705                 ret = -ENOMEM;
3706                 goto unlock;
3707         }
3708         new->size = size;
3709
3710         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3711         if (thresholds->primary) {
3712                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3713                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3714         }
3715
3716         /* Add new threshold */
3717         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3718         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3719
3720         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3721         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3722                         compare_thresholds, NULL);
3723
3724         /* Find current threshold */
3725         new->current_threshold = -1;
3726         for (i = 0; i < size; i++) {
3727                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3728                         /*
3729                          * new->current_threshold will not be used until
3730                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3731                          * it here.
3732                          */
3733                         ++new->current_threshold;
3734                 } else
3735                         break;
3736         }
3737
3738         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3739         kfree(thresholds->spare);
3740         thresholds->spare = thresholds->primary;
3741
3742         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3743
3744         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3745         synchronize_rcu();
3746
3747 unlock:
3748         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3749
3750         return ret;
3751 }
3752
3753 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3754         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3755 {
3756         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3757 }
3758
3759 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3760         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3761 {
3762         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3763 }
3764
3765 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3766         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3767 {
3768         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3769         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3770         unsigned long usage;
3771         int i, j, size;
3772
3773         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3774
3775         if (type == _MEM) {
3776                 thresholds = &memcg->thresholds;
3777                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3778         } else if (type == _MEMSWAP) {
3779                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3780                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3781         } else
3782                 BUG();
3783
3784         if (!thresholds->primary)
3785                 goto unlock;
3786
3787         /* Check if a threshold crossed before removing */
3788         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3789
3790         /* Calculate new number of threshold */
3791         size = 0;
3792         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3793                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3794                         size++;
3795         }
3796
3797         new = thresholds->spare;
3798
3799         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3800         if (!size) {
3801                 kfree(new);
3802                 new = NULL;
3803                 goto swap_buffers;
3804         }
3805
3806         new->size = size;
3807
3808         /* Copy thresholds and find current threshold */
3809         new->current_threshold = -1;
3810         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3811                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3812                         continue;
3813
3814                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3815                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3816                         /*
3817                          * new->current_threshold will not be used
3818                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3819                          * it here.
3820                          */
3821                         ++new->current_threshold;
3822                 }
3823                 j++;
3824         }
3825
3826 swap_buffers:
3827         /* Swap primary and spare array */
3828         thresholds->spare = thresholds->primary;
3829         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3830         if (!new) {
3831                 kfree(thresholds->spare);
3832                 thresholds->spare = NULL;
3833         }
3834
3835         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3836
3837         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3838         synchronize_rcu();
3839 unlock:
3840         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3841 }
3842
3843 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3844         struct eventfd_ctx *eventfd)
3845 {
3846         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3847 }
3848
3849 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3850         struct eventfd_ctx *eventfd)
3851 {
3852         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3853 }
3854
3855 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3856         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3857 {
3858         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3859
3860         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3861         if (!event)
3862                 return -ENOMEM;
3863
3864         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3865
3866         event->eventfd = eventfd;
3867         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3868
3869         /* already in OOM ? */
3870         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
3871                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3872         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3873
3874         return 0;
3875 }
3876
3877 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3878         struct eventfd_ctx *eventfd)
3879 {
3880         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3881
3882         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3883
3884         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3885                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3886                         list_del(&ev->list);
3887                         kfree(ev);
3888                 }
3889         }
3890
3891         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3892 }
3893
3894 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3895 {
3896         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3897
3898         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3899         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
3900         return 0;
3901 }
3902
3903 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3904         struct cftype *cft, u64 val)
3905 {
3906         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3907
3908         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3909         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3910                 return -EINVAL;
3911
3912         memcg->oom_kill_disable = val;
3913         if (!val)
3914                 memcg_oom_recover(memcg);
3915
3916         return 0;
3917 }
3918
3919 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3920 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3921 {
3922         int ret;
3923
3924         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3925         if (ret)
3926                 return ret;
3927
3928         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3929 }
3930
3931 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3932 {
3933         struct cgroup_subsys_state *css;
3934         struct mem_cgroup *parent, *child;
3935         int kmemcg_id;
3936
3937         if (!memcg->kmem_acct_active)
3938                 return;
3939
3940         /*
3941          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3942          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3943          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3944          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3945          */
3946         memcg->kmem_acct_active = false;
3947
3948         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3949
3950         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3951         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3952
3953         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3954         if (!parent)
3955                 parent = root_mem_cgroup;
3956
3957         /*
3958          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3959          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3960          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3961          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3962          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3963          * memcg_drain_all_list_lrus().
3964          */
3965         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3966                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3967                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3968                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3969                 if (!memcg->use_hierarchy)
3970                         break;
3971         }
3972         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3973
3974         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3975 }
3976
3977 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3978 {
3979         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3980                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3981                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3982                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3983         }
3984         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3985 }
3986 #else
3987 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3988 {
3989         return 0;
3990 }
3991
3992 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3993 {
3994 }
3995
3996 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3997 {
3998 }
3999 #endif
4000
4001 /*
4002  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4003  *
4004  * "cgroup.event_control" implementation.
4005  *
4006  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4007  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4008  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4009  *
4010  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4011  * possible.
4012  */
4013
4014 /*
4015  * Unregister event and free resources.
4016  *
4017  * Gets called from workqueue.
4018  */
4019 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4020 {
4021         struct mem_cgroup_event *event =
4022                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4023         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4024
4025         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4026
4027         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4028
4029         /* Notify userspace the event is going away. */
4030         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4031
4032         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4033         kfree(event);
4034         css_put(&memcg->css);
4035 }
4036
4037 /*
4038  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4039  *
4040  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4041  */
4042 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4043                             int sync, void *key)
4044 {
4045         struct mem_cgroup_event *event =
4046                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4047         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4048         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4049
4050         if (flags & POLLHUP) {
4051                 /*
4052                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4053                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4054                  * for us.
4055                  *
4056                  * We can't race against event freeing since the other
4057                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4058                  * which we hold.
4059                  */
4060                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4061                 if (!list_empty(&event->list)) {
4062                         list_del_init(&event->list);
4063                         /*
4064                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4065                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4066                          */
4067                         schedule_work(&event->remove);
4068                 }
4069                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4070         }
4071
4072         return 0;
4073 }
4074
4075 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4076                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4077 {
4078         struct mem_cgroup_event *event =
4079                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4080
4081         event->wqh = wqh;
4082         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4083 }
4084
4085 /*
4086  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4087  *
4088  * Parse input and register new cgroup event handler.
4089  *
4090  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4091  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4092  */
4093 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4094                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4095 {
4096         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4097         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4098         struct mem_cgroup_event *event;
4099         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4100         unsigned int efd, cfd;
4101         struct fd efile;
4102         struct fd cfile;
4103         const char *name;
4104         char *endp;
4105         int ret;
4106
4107         buf = strstrip(buf);
4108
4109         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4110         if (*endp != ' ')
4111                 return -EINVAL;
4112         buf = endp + 1;
4113
4114         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4115         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4116                 return -EINVAL;
4117         buf = endp + 1;
4118
4119         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4120         if (!event)
4121                 return -ENOMEM;
4122
4123         event->memcg = memcg;
4124         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4125         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4126         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4127         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4128
4129         efile = fdget(efd);
4130         if (!efile.file) {
4131                 ret = -EBADF;
4132                 goto out_kfree;
4133         }
4134
4135         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4136         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4137                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4138                 goto out_put_efile;
4139         }
4140
4141         cfile = fdget(cfd);
4142         if (!cfile.file) {
4143                 ret = -EBADF;
4144                 goto out_put_eventfd;
4145         }
4146
4147         /* the process need read permission on control file */
4148         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4149         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4150         if (ret < 0)
4151                 goto out_put_cfile;
4152
4153         /*
4154          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4155          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4156          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4157          * is for compatibility anyway.
4158          *
4159          * DO NOT ADD NEW FILES.
4160          */
4161         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4162
4163         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4164                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4165                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4166         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4167                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4168                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4169         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4170                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4171                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4172         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4173                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4174                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4175         } else {
4176                 ret = -EINVAL;
4177                 goto out_put_cfile;
4178         }
4179
4180         /*
4181          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4182          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4183          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4184          */
4185         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4186                                                &memory_cgrp_subsys);
4187         ret = -EINVAL;
4188         if (IS_ERR(cfile_css))
4189                 goto out_put_cfile;
4190         if (cfile_css != css) {
4191                 css_put(cfile_css);
4192                 goto out_put_cfile;
4193         }
4194
4195         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4196         if (ret)
4197                 goto out_put_css;
4198
4199         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4200
4201         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4202         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4203         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4204
4205         fdput(cfile);
4206         fdput(efile);
4207
4208         return nbytes;
4209
4210 out_put_css:
4211         css_put(css);
4212 out_put_cfile:
4213         fdput(cfile);
4214 out_put_eventfd:
4215         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4216 out_put_efile:
4217         fdput(efile);
4218 out_kfree:
4219         kfree(event);
4220
4221         return ret;
4222 }
4223
4224 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4225         {
4226                 .name = "usage_in_bytes",
4227                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4228                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4229         },
4230         {
4231                 .name = "max_usage_in_bytes",
4232                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4233                 .write = mem_cgroup_reset,
4234                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4235         },
4236         {
4237                 .name = "limit_in_bytes",
4238                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4239                 .write = mem_cgroup_write,
4240                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4241         },
4242         {
4243                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4244                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4245                 .write = mem_cgroup_write,
4246                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4247         },
4248         {
4249                 .name = "failcnt",
4250                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4251                 .write = mem_cgroup_reset,
4252                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4253         },
4254         {
4255                 .name = "stat",
4256                 .seq_show = memcg_stat_show,
4257         },
4258         {
4259                 .name = "force_empty",
4260                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4261         },
4262         {
4263                 .name = "use_hierarchy",
4264                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4265                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4266         },
4267         {
4268                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4269                 .write = memcg_write_event_control,
4270                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4271                 .mode = S_IWUGO,
4272         },
4273         {
4274                 .name = "swappiness",
4275                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4276                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4277         },
4278         {
4279                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4280                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4281                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4282         },
4283         {
4284                 .name = "oom_control",
4285                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4286                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4287                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4288         },
4289         {
4290                 .name = "pressure_level",
4291         },
4292 #ifdef CONFIG_NUMA
4293         {
4294                 .name = "numa_stat",
4295                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4296         },
4297 #endif
4298 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4299         {
4300                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4301                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4302                 .write = mem_cgroup_write,
4303                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4304         },
4305         {
4306                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4307                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4308                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4309         },
4310         {
4311                 .name = "kmem.failcnt",
4312                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4313                 .write = mem_cgroup_reset,
4314                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4315         },
4316         {
4317                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4318                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4319                 .write = mem_cgroup_reset,
4320                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4321         },
4322 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4323         {
4324                 .name = "kmem.slabinfo",
4325                 .seq_start = slab_start,
4326                 .seq_next = slab_next,
4327                 .seq_stop = slab_stop,
4328                 .seq_show = memcg_slab_show,
4329         },
4330 #endif
4331 #endif
4332         { },    /* terminate */
4333 };
4334
4335 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4336 {
4337         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4338         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4339         int zone, tmp = node;
4340         /*
4341          * This routine is called against possible nodes.
4342          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4343          *
4344          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4345          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4346          *       function.
4347          */
4348         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4349                 tmp = -1;
4350         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4351         if (!pn)
4352                 return 1;
4353
4354         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4355                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4356                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4357                 mz->usage_in_excess = 0;
4358                 mz->on_tree = false;
4359                 mz->memcg = memcg;
4360         }
4361         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4362         return 0;
4363 }
4364
4365 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4366 {
4367         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4368 }
4369
4370 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4371 {
4372         struct mem_cgroup *memcg;
4373         size_t size;
4374
4375         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4376         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4377
4378         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4379         if (!memcg)
4380                 return NULL;
4381
4382         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4383         if (!memcg->stat)
4384                 goto out_free;
4385         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4386         return memcg;
4387
4388 out_free:
4389         kfree(memcg);
4390         return NULL;
4391 }
4392
4393 /*
4394  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4395  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4396  *
4397  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4398  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4399  * it goes down to 0.
4400  *
4401  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4402  */
4403
4404 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4405 {
4406         int node;
4407
4408         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4409
4410         for_each_node(node)
4411                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4412
4413         free_percpu(memcg->stat);
4414         kfree(memcg);
4415 }
4416
4417 /*
4418  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4419  */
4420 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4421 {
4422         if (!memcg->memory.parent)
4423                 return NULL;
4424         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4425 }
4426 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4427
4428 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4429 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4430 {
4431         struct mem_cgroup *memcg;
4432         long error = -ENOMEM;
4433         int node;
4434
4435         memcg = mem_cgroup_alloc();
4436         if (!memcg)
4437                 return ERR_PTR(error);
4438
4439         for_each_node(node)
4440                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4441                         goto free_out;
4442
4443         /* root ? */
4444         if (parent_css == NULL) {
4445                 root_mem_cgroup = memcg;
4446                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4447                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4448                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4449                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4450                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4451         }
4452
4453         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4454         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4455         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4456         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4457         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4458         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4459         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4460         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4461 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4462         memcg->kmemcg_id = -1;
4463 #endif
4464
4465         return &memcg->css;
4466
4467 free_out:
4468         __mem_cgroup_free(memcg);
4469         return ERR_PTR(error);
4470 }
4471
4472 static int
4473 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4474 {
4475         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4476         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4477         int ret;
4478
4479         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4480                 return -ENOSPC;
4481
4482         if (!parent)
4483                 return 0;
4484
4485         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4486
4487         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4488         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4489         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4490
4491         if (parent->use_hierarchy) {
4492                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4493                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4494                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4495                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4496                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4497
4498                 /*
4499                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4500                  * core guarantees its existence.
4501                  */
4502         } else {
4503                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4504                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4505                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4506                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4507                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4508                 /*
4509                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4510                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4511                  * unfortunate state in our controller.
4512                  */
4513                 if (parent != root_mem_cgroup)
4514                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4515         }
4516         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4517
4518         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4519         if (ret)
4520                 return ret;
4521
4522         /*
4523          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4524          * orders reading memcg->initialized against its callers
4525          * reading the memcg members.
4526          */
4527         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4528
4529         return 0;
4530 }
4531
4532 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4533 {
4534         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4535         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4536
4537         /*
4538          * Unregister events and notify userspace.
4539          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4540          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4541          */
4542         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4543         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4544                 list_del_init(&event->list);
4545                 schedule_work(&event->remove);
4546         }
4547         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4548
4549         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4550
4551         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4552 }
4553
4554 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4555 {
4556         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4557
4558         memcg_destroy_kmem(memcg);
4559         __mem_cgroup_free(memcg);
4560 }
4561
4562 /**
4563  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4564  * @css: the target css
4565  *
4566  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4567  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4568  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4569  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4570  * made visible again.
4571  *
4572  * The current implementation only resets the essential configurations.
4573  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4574  */
4575 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4576 {
4577         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4578
4579         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4580         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4581         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4582         memcg->low = 0;
4583         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4584         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4585 }
4586
4587 #ifdef CONFIG_MMU
4588 /* Handlers for move charge at task migration. */
4589 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4590 {
4591         int ret;
4592
4593         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4594         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4595         if (!ret) {
4596                 mc.precharge += count;
4597                 return ret;
4598         }
4599         if (ret == -EINTR) {
4600                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4601                 return ret;
4602         }
4603
4604         /* Try charges one by one with reclaim */
4605         while (count--) {
4606                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4607                 /*
4608                  * In case of failure, any residual charges against
4609                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4610                  * later on.  However, cancel any charges that are
4611                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4612                  */
4613                 if (ret == -EINTR)
4614                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4615                 if (ret)
4616                         return ret;
4617                 mc.precharge++;
4618                 cond_resched();
4619         }
4620         return 0;
4621 }
4622
4623 /**
4624  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4625  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4626  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4627  * @ptent: the pte to be checked
4628  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4629  *
4630  * Returns
4631  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4632  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4633  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4634  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4635  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4636  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4637  *     in target->ent.
4638  *
4639  * Called with pte lock held.
4640  */
4641 union mc_target {
4642         struct page     *page;
4643         swp_entry_t     ent;
4644 };
4645
4646 enum mc_target_type {
4647         MC_TARGET_NONE = 0,
4648         MC_TARGET_PAGE,
4649         MC_TARGET_SWAP,
4650 };
4651
4652 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4653                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4654 {
4655         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4656
4657         if (!page || !page_mapped(page))
4658                 return NULL;
4659         if (PageAnon(page)) {
4660                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4661                         return NULL;
4662         } else {
4663                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4664                         return NULL;
4665         }
4666         if (!get_page_unless_zero(page))
4667                 return NULL;
4668
4669         return page;
4670 }
4671
4672 #ifdef CONFIG_SWAP
4673 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4674                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4675 {
4676         struct page *page = NULL;
4677         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4678
4679         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4680                 return NULL;
4681         /*
4682          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4683          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4684          */
4685         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4686         if (do_swap_account)
4687                 entry->val = ent.val;
4688
4689         return page;
4690 }
4691 #else
4692 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4693                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4694 {
4695         return NULL;
4696 }
4697 #endif
4698
4699 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4700                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4701 {
4702         struct page *page = NULL;
4703         struct address_space *mapping;
4704         pgoff_t pgoff;
4705
4706         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4707                 return NULL;
4708         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4709                 return NULL;
4710
4711         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4712         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4713
4714         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4715 #ifdef CONFIG_SWAP
4716         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4717         if (shmem_mapping(mapping)) {
4718                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4719                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4720                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4721                         if (do_swap_account)
4722                                 *entry = swp;
4723                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4724                 }
4725         } else
4726                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4727 #else
4728         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4729 #endif
4730         return page;
4731 }
4732
4733 /**
4734  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4735  * @page: the page
4736  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4737  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4738  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4739  *
4740  * The caller must confirm following.
4741  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4742  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4743  *
4744  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4745  * from old cgroup.
4746  */
4747 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4748                                    unsigned int nr_pages,
4749                                    struct mem_cgroup *from,
4750                                    struct mem_cgroup *to)
4751 {
4752         unsigned long flags;
4753         int ret;
4754
4755         VM_BUG_ON(from == to);
4756         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4757         /*
4758          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4759          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4760          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4761          * hold it.
4762          */
4763         ret = -EBUSY;
4764         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4765                 goto out;
4766
4767         /*
4768          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4769          * of its source page while we change it: page migration takes
4770          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4771          */
4772         if (!trylock_page(page))
4773                 goto out;
4774
4775         ret = -EINVAL;
4776         if (page->mem_cgroup != from)
4777                 goto out_unlock;
4778
4779         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4780
4781         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
4782                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4783                                nr_pages);
4784                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4785                                nr_pages);
4786         }
4787
4788         if (PageWriteback(page)) {
4789                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4790                                nr_pages);
4791                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4792                                nr_pages);
4793         }
4794
4795         /*
4796          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4797          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4798          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4799          */
4800
4801         /* caller should have done css_get */
4802         page->mem_cgroup = to;
4803         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4804
4805         ret = 0;
4806
4807         local_irq_disable();
4808         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4809         memcg_check_events(to, page);
4810         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4811         memcg_check_events(from, page);
4812         local_irq_enable();
4813 out_unlock:
4814         unlock_page(page);
4815 out:
4816         return ret;
4817 }
4818
4819 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4820                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4821 {
4822         struct page *page = NULL;
4823         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4824         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4825
4826         if (pte_present(ptent))
4827                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4828         else if (is_swap_pte(ptent))
4829                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4830         else if (pte_none(ptent))
4831                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4832
4833         if (!page && !ent.val)
4834                 return ret;
4835         if (page) {
4836                 /*
4837                  * Do only loose check w/o serialization.
4838                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4839                  * not under LRU exclusion.
4840                  */
4841                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4842                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4843                         if (target)
4844                                 target->page = page;
4845                 }
4846                 if (!ret || !target)
4847                         put_page(page);
4848         }
4849         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4850         if (ent.val && !ret &&
4851             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4852                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4853                 if (target)
4854                         target->ent = ent;
4855         }
4856         return ret;
4857 }
4858
4859 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4860 /*
4861  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4862  * support them for now.
4863  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4864  */
4865 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4866                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4867 {
4868         struct page *page = NULL;
4869         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4870
4871         page = pmd_page(pmd);
4872         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4873         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4874                 return ret;
4875         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4876                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4877                 if (target) {
4878                         get_page(page);
4879                         target->page = page;
4880                 }
4881         }
4882         return ret;
4883 }
4884 #else
4885 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4886                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4887 {
4888         return MC_TARGET_NONE;
4889 }
4890 #endif
4891
4892 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4893                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4894                                         struct mm_walk *walk)
4895 {
4896         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4897         pte_t *pte;
4898         spinlock_t *ptl;
4899
4900         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4901                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4902                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4903                 spin_unlock(ptl);
4904                 return 0;
4905         }
4906
4907         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4908                 return 0;
4909         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4910         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4911                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4912                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4913         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4914         cond_resched();
4915
4916         return 0;
4917 }
4918
4919 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4920 {
4921         unsigned long precharge;
4922
4923         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4924                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4925                 .mm = mm,
4926         };
4927         down_read(&mm->mmap_sem);
4928         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4929         up_read(&mm->mmap_sem);
4930
4931         precharge = mc.precharge;
4932         mc.precharge = 0;
4933
4934         return precharge;
4935 }
4936
4937 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4938 {
4939         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4940
4941         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4942         mc.moving_task = current;
4943         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4944 }
4945
4946 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4947 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4948 {
4949         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4950         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4951
4952         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4953         if (mc.precharge) {
4954                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4955                 mc.precharge = 0;
4956         }
4957         /*
4958          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4959          * we must uncharge here.
4960          */
4961         if (mc.moved_charge) {
4962                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4963                 mc.moved_charge = 0;
4964         }
4965         /* we must fixup refcnts and charges */
4966         if (mc.moved_swap) {
4967                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4968                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4969                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4970
4971                 /*
4972                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4973                  * should uncharge to->memory.
4974                  */
4975                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4976                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4977
4978                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4979
4980                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4981                 mc.moved_swap = 0;
4982         }
4983         memcg_oom_recover(from);
4984         memcg_oom_recover(to);
4985         wake_up_all(&mc.waitq);
4986 }
4987
4988 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4989 {
4990         /*
4991          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4992          * task migration.
4993          */
4994         mc.moving_task = NULL;
4995         __mem_cgroup_clear_mc();
4996         spin_lock(&mc.lock);
4997         mc.from = NULL;
4998         mc.to = NULL;
4999         spin_unlock(&mc.lock);
5000 }
5001
5002 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5003                                  struct cgroup_taskset *tset)
5004 {
5005         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5006         int ret = 0;
5007         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5008         unsigned long move_flags;
5009
5010         /*
5011          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5012          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5013          * So we need to save it, and keep it going.
5014          */
5015         move_flags = ACCESS_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5016         if (move_flags) {
5017                 struct mm_struct *mm;
5018                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5019
5020                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5021
5022                 mm = get_task_mm(p);
5023                 if (!mm)
5024                         return 0;
5025                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5026                 if (mm->owner == p) {
5027                         VM_BUG_ON(mc.from);
5028                         VM_BUG_ON(mc.to);
5029                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5030                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5031                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5032
5033                         spin_lock(&mc.lock);
5034                         mc.from = from;
5035                         mc.to = memcg;
5036                         mc.flags = move_flags;
5037                         spin_unlock(&mc.lock);
5038                         /* We set mc.moving_task later */
5039
5040                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5041                         if (ret)
5042                                 mem_cgroup_clear_mc();
5043                 }
5044                 mmput(mm);
5045         }
5046         return ret;
5047 }
5048
5049 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5050                                      struct cgroup_taskset *tset)
5051 {
5052         if (mc.to)
5053                 mem_cgroup_clear_mc();
5054 }
5055
5056 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5057                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5058                                 struct mm_walk *walk)
5059 {
5060         int ret = 0;
5061         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5062         pte_t *pte;
5063         spinlock_t *ptl;
5064         enum mc_target_type target_type;
5065         union mc_target target;
5066         struct page *page;
5067
5068         /*
5069          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5070          * happens because:
5071          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5072          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5073          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5074          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5075          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5076          *    part of thp split is not executed yet.
5077          */
5078         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5079                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5080                         spin_unlock(ptl);
5081                         return 0;
5082                 }
5083                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5084                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5085                         page = target.page;
5086                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5087                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5088                                                              mc.from, mc.to)) {
5089                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5090                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5091                                 }
5092                                 putback_lru_page(page);
5093                         }
5094                         put_page(page);
5095                 }
5096                 spin_unlock(ptl);
5097                 return 0;
5098         }
5099
5100         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5101                 return 0;
5102 retry:
5103         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5104         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5105                 pte_t ptent = *(pte++);
5106                 swp_entry_t ent;
5107
5108                 if (!mc.precharge)
5109                         break;
5110
5111                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5112                 case MC_TARGET_PAGE:
5113                         page = target.page;
5114                         if (isolate_lru_page(page))
5115                                 goto put;
5116                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5117                                 mc.precharge--;
5118                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5119                                 mc.moved_charge++;
5120                         }
5121                         putback_lru_page(page);
5122 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5123                         put_page(page);
5124                         break;
5125                 case MC_TARGET_SWAP:
5126                         ent = target.ent;
5127                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5128                                 mc.precharge--;
5129                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5130                                 mc.moved_swap++;
5131                         }
5132                         break;
5133                 default:
5134                         break;
5135                 }
5136         }
5137         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5138         cond_resched();
5139
5140         if (addr != end) {
5141                 /*
5142                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5143                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5144                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5145                  * phase.
5146                  */
5147                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5148                 if (!ret)
5149                         goto retry;
5150         }
5151
5152         return ret;
5153 }
5154
5155 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5156 {
5157         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5158                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5159                 .mm = mm,
5160         };
5161
5162         lru_add_drain_all();
5163         /*
5164          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5165          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5166          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5167          */
5168         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5169         synchronize_rcu();
5170 retry:
5171         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5172                 /*
5173                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5174                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5175                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5176                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5177                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5178                  */
5179                 __mem_cgroup_clear_mc();
5180                 cond_resched();
5181                 goto retry;
5182         }
5183         /*
5184          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5185          * additional charge, the page walk just aborts.
5186          */
5187         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5188         up_read(&mm->mmap_sem);
5189         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5190 }
5191
5192 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5193                                  struct cgroup_taskset *tset)
5194 {
5195         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5196         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5197
5198         if (mm) {
5199                 if (mc.to)
5200                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5201                 mmput(mm);
5202         }
5203         if (mc.to)
5204                 mem_cgroup_clear_mc();
5205 }
5206 #else   /* !CONFIG_MMU */
5207 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5208                                  struct cgroup_taskset *tset)
5209 {
5210         return 0;
5211 }
5212 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5213                                      struct cgroup_taskset *tset)
5214 {
5215 }
5216 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5217                                  struct cgroup_taskset *tset)
5218 {
5219 }
5220 #endif
5221
5222 /*
5223  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5224  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5225  * attempt.
5226  */
5227 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5228 {
5229         /*
5230          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5231          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5232          * on for the root memcg is enough.
5233          */
5234         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5235                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5236         else
5237                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5238 }
5239
5240 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5241                                struct cftype *cft)
5242 {
5243         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5244 }
5245
5246 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5247 {
5248         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5249         unsigned long low = ACCESS_ONCE(memcg->low);
5250
5251         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5252                 seq_puts(m, "max\n");
5253         else
5254                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5255
5256         return 0;
5257 }
5258
5259 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5260                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5261 {
5262         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5263         unsigned long low;
5264         int err;
5265
5266         buf = strstrip(buf);
5267         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5268         if (err)
5269                 return err;
5270
5271         memcg->low = low;
5272
5273         return nbytes;
5274 }
5275
5276 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5277 {
5278         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5279         unsigned long high = ACCESS_ONCE(memcg->high);
5280
5281         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5282                 seq_puts(m, "max\n");
5283         else
5284                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5285
5286         return 0;
5287 }
5288
5289 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5290                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5291 {
5292         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5293         unsigned long high;
5294         int err;
5295
5296         buf = strstrip(buf);
5297         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5298         if (err)
5299                 return err;
5300
5301         memcg->high = high;
5302
5303         return nbytes;
5304 }
5305
5306 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5307 {
5308         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5309         unsigned long max = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
5310
5311         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5312                 seq_puts(m, "max\n");
5313         else
5314                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5315
5316         return 0;
5317 }
5318
5319 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5320                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5321 {
5322         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5323         unsigned long max;
5324         int err;
5325
5326         buf = strstrip(buf);
5327         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5328         if (err)
5329                 return err;
5330
5331         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5332         if (err)
5333                 return err;
5334
5335         return nbytes;
5336 }
5337
5338 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5339 {
5340         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5341
5342         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5343         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5344         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5345         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5346
5347         return 0;
5348 }
5349
5350 static struct cftype memory_files[] = {
5351         {
5352                 .name = "current",
5353                 .read_u64 = memory_current_read,
5354         },
5355         {
5356                 .name = "low",
5357                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5358                 .seq_show = memory_low_show,
5359                 .write = memory_low_write,
5360         },
5361         {
5362                 .name = "high",
5363                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5364                 .seq_show = memory_high_show,
5365                 .write = memory_high_write,
5366         },
5367         {
5368                 .name = "max",
5369                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5370                 .seq_show = memory_max_show,
5371                 .write = memory_max_write,
5372         },
5373         {
5374                 .name = "events",
5375                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5376                 .seq_show = memory_events_show,
5377         },
5378         { }     /* terminate */
5379 };
5380
5381 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5382         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5383         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5384         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5385         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5386         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5387         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5388         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5389         .attach = mem_cgroup_move_task,
5390         .bind = mem_cgroup_bind,
5391         .dfl_cftypes = memory_files,
5392         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5393         .early_init = 0,
5394 };
5395
5396 /**
5397  * mem_cgroup_events - count memory events against a cgroup
5398  * @memcg: the memory cgroup
5399  * @idx: the event index
5400  * @nr: the number of events to account for
5401  */
5402 void mem_cgroup_events(struct mem_cgroup *memcg,
5403                        enum mem_cgroup_events_index idx,
5404                        unsigned int nr)
5405 {
5406         this_cpu_add(memcg->stat->events[idx], nr);
5407 }
5408
5409 /**
5410  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5411  * @root: the highest ancestor to consider
5412  * @memcg: the memory cgroup to check
5413  *
5414  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5415  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5416  */
5417 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5418 {
5419         if (mem_cgroup_disabled())
5420                 return false;
5421
5422         /*
5423          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5424          * it's never low when looked at directly, and it is not
5425          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5426          */
5427
5428         if (memcg == root_mem_cgroup)
5429                 return false;
5430
5431         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5432                 return false;
5433
5434         while (memcg != root) {
5435                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5436
5437                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5438                         break;
5439
5440                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5441                         return false;
5442         }
5443         return true;
5444 }
5445
5446 /**
5447  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5448  * @page: page to charge
5449  * @mm: mm context of the victim
5450  * @gfp_mask: reclaim mode
5451  * @memcgp: charged memcg return
5452  *
5453  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5454  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5455  *
5456  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5457  * Otherwise, an error code is returned.
5458  *
5459  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5460  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5461  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5462  */
5463 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5464                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5465 {
5466         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5467         unsigned int nr_pages = 1;
5468         int ret = 0;
5469
5470         if (mem_cgroup_disabled())
5471                 goto out;
5472
5473         if (PageSwapCache(page)) {
5474                 /*
5475                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5476                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5477                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5478                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5479                  * in turn serializes uncharging.
5480                  */
5481                 if (page->mem_cgroup)
5482                         goto out;
5483         }
5484
5485         if (PageTransHuge(page)) {
5486                 nr_pages <<= compound_order(page);
5487                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5488         }
5489
5490         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5491                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5492         if (!memcg)
5493                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5494
5495         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5496
5497         css_put(&memcg->css);
5498
5499         if (ret == -EINTR) {
5500                 memcg = root_mem_cgroup;
5501                 ret = 0;
5502         }
5503 out:
5504         *memcgp = memcg;
5505         return ret;
5506 }
5507
5508 /**
5509  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5510  * @page: page to charge
5511  * @memcg: memcg to charge the page to
5512  * @lrucare: page might be on LRU already
5513  *
5514  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5515  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5516  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5517  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5518  *
5519  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5520  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5521  *
5522  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5523  */
5524 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5525                               bool lrucare)
5526 {
5527         unsigned int nr_pages = 1;
5528
5529         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5530         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5531
5532         if (mem_cgroup_disabled())
5533                 return;
5534         /*
5535          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5536          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5537          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5538          */
5539         if (!memcg)
5540                 return;
5541
5542         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5543
5544         if (PageTransHuge(page)) {
5545                 nr_pages <<= compound_order(page);
5546                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5547         }
5548
5549         local_irq_disable();
5550         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5551         memcg_check_events(memcg, page);
5552         local_irq_enable();
5553
5554         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5555                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5556                 /*
5557                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5558                  * let's not wait for it.  The page already received a
5559                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5560                  */
5561                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5562         }
5563 }
5564
5565 /**
5566  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5567  * @page: page to charge
5568  * @memcg: memcg to charge the page to
5569  *
5570  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5571  */
5572 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5573 {
5574         unsigned int nr_pages = 1;
5575
5576         if (mem_cgroup_disabled())
5577                 return;
5578         /*
5579          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5580          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5581          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5582          */
5583         if (!memcg)
5584                 return;
5585
5586         if (PageTransHuge(page)) {
5587                 nr_pages <<= compound_order(page);
5588                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5589         }
5590
5591         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5592 }
5593
5594 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5595                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5596                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5597 {
5598         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5599         unsigned long flags;
5600
5601         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5602                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5603                 if (do_swap_account)
5604                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5605                 memcg_oom_recover(memcg);
5606         }
5607
5608         local_irq_save(flags);
5609         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5610         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5611         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5612         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5613         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5614         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5615         local_irq_restore(flags);
5616
5617         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5618                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5619 }
5620
5621 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5622 {
5623         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5624         unsigned long nr_anon = 0;
5625         unsigned long nr_file = 0;
5626         unsigned long nr_huge = 0;
5627         unsigned long pgpgout = 0;
5628         struct list_head *next;
5629         struct page *page;
5630
5631         next = page_list->next;
5632         do {
5633                 unsigned int nr_pages = 1;
5634
5635                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5636                 next = page->lru.next;
5637
5638                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5639                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5640
5641                 if (!page->mem_cgroup)
5642                         continue;
5643
5644                 /*
5645                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5646                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5647                  * exclusive access to the page.
5648                  */
5649
5650                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5651                         if (memcg) {
5652                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5653                                                nr_huge, page);
5654                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5655                         }
5656                         memcg = page->mem_cgroup;
5657                 }
5658
5659                 if (PageTransHuge(page)) {
5660                         nr_pages <<= compound_order(page);
5661                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5662                         nr_huge += nr_pages;
5663                 }
5664
5665                 if (PageAnon(page))
5666                         nr_anon += nr_pages;
5667                 else
5668                         nr_file += nr_pages;
5669
5670                 page->mem_cgroup = NULL;
5671
5672                 pgpgout++;
5673         } while (next != page_list);
5674
5675         if (memcg)
5676                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5677                                nr_huge, page);
5678 }
5679
5680 /**
5681  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5682  * @page: page to uncharge
5683  *
5684  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5685  * mem_cgroup_commit_charge().
5686  */
5687 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5688 {
5689         if (mem_cgroup_disabled())
5690                 return;
5691
5692         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5693         if (!page->mem_cgroup)
5694                 return;
5695
5696         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5697         uncharge_list(&page->lru);
5698 }
5699
5700 /**
5701  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5702  * @page_list: list of pages to uncharge
5703  *
5704  * Uncharge a list of pages previously charged with
5705  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5706  */
5707 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5708 {
5709         if (mem_cgroup_disabled())
5710                 return;
5711
5712         if (!list_empty(page_list))
5713                 uncharge_list(page_list);
5714 }
5715
5716 /**
5717  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5718  * @oldpage: currently charged page
5719  * @newpage: page to transfer the charge to
5720  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5721  *
5722  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5723  *
5724  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5725  */
5726 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5727                         bool lrucare)
5728 {
5729         struct mem_cgroup *memcg;
5730         int isolated;
5731
5732         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5733         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5734         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5735         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5736         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5737         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5738                        newpage);
5739
5740         if (mem_cgroup_disabled())
5741                 return;
5742
5743         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5744         if (newpage->mem_cgroup)
5745                 return;
5746
5747         /*
5748          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5749          * charged, and migration from compaction can happen to an
5750          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5751          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5752          */
5753         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5754         if (!memcg)
5755                 return;
5756
5757         if (lrucare)
5758                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5759
5760         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5761
5762         if (lrucare)
5763                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5764
5765         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5766 }
5767
5768 /*
5769  * subsys_initcall() for memory controller.
5770  *
5771  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5772  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5773  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5774  * be initialized from here.
5775  */
5776 static int __init mem_cgroup_init(void)
5777 {
5778         int cpu, node;
5779
5780         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5781
5782         for_each_possible_cpu(cpu)
5783                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5784                           drain_local_stock);
5785
5786         for_each_node(node) {
5787                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5788                 int zone;
5789
5790                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5791                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5792
5793                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5794                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5795
5796                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5797                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5798                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5799                 }
5800                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5801         }
5802
5803         return 0;
5804 }
5805 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5806
5807 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5808 /**
5809  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5810  * @page: page whose memsw charge to transfer
5811  * @entry: swap entry to move the charge to
5812  *
5813  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5814  */
5815 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5816 {
5817         struct mem_cgroup *memcg;
5818         unsigned short oldid;
5819
5820         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5821         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5822
5823         if (!do_swap_account)
5824                 return;
5825
5826         memcg = page->mem_cgroup;
5827
5828         /* Readahead page, never charged */
5829         if (!memcg)
5830                 return;
5831
5832         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5833         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5834         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5835
5836         page->mem_cgroup = NULL;
5837
5838         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5839                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5840
5841         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5842         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5843
5844         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5845         memcg_check_events(memcg, page);
5846 }
5847
5848 /**
5849  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5850  * @entry: swap entry to uncharge
5851  *
5852  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5853  */
5854 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5855 {
5856         struct mem_cgroup *memcg;
5857         unsigned short id;
5858
5859         if (!do_swap_account)
5860                 return;
5861
5862         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5863         rcu_read_lock();
5864         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5865         if (memcg) {
5866                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5867                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5868                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5869                 css_put(&memcg->css);
5870         }
5871         rcu_read_unlock();
5872 }
5873
5874 /* for remember boot option*/
5875 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5876 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5877 #else
5878 static int really_do_swap_account __initdata;
5879 #endif
5880
5881 static int __init enable_swap_account(char *s)
5882 {
5883         if (!strcmp(s, "1"))
5884                 really_do_swap_account = 1;
5885         else if (!strcmp(s, "0"))
5886                 really_do_swap_account = 0;
5887         return 1;
5888 }
5889 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5890
5891 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5892         {
5893                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5894                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5895                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5896         },
5897         {
5898                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5899                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5900                 .write = mem_cgroup_reset,
5901                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5902         },
5903         {
5904                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5905                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5906                 .write = mem_cgroup_write,
5907                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5908         },
5909         {
5910                 .name = "memsw.failcnt",
5911                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5912                 .write = mem_cgroup_reset,
5913                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5914         },
5915         { },    /* terminate */
5916 };
5917
5918 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5919 {
5920         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5921                 do_swap_account = 1;
5922                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5923                                                   memsw_cgroup_files));
5924         }
5925         return 0;
5926 }
5927 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5928
5929 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */