Merge tag 'jfs-3.20' of git://github.com/kleikamp/linux-shaggy
[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  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 /* Whether the swap controller is active */
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
77 int do_swap_account __read_mostly;
78 #else
79 #define do_swap_account         0
80 #endif
81
82 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
83         "cache",
84         "rss",
85         "rss_huge",
86         "mapped_file",
87         "writeback",
88         "swap",
89 };
90
91 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
92         "pgpgin",
93         "pgpgout",
94         "pgfault",
95         "pgmajfault",
96 };
97
98 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
99         "inactive_anon",
100         "active_anon",
101         "inactive_file",
102         "active_file",
103         "unevictable",
104 };
105
106 /*
107  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
108  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
109  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
110  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
111  */
112 enum mem_cgroup_events_target {
113         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
114         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
115         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
116         MEM_CGROUP_NTARGETS,
117 };
118 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
119 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
120 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
121
122 struct mem_cgroup_stat_cpu {
123         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
124         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
125         unsigned long nr_page_events;
126         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
127 };
128
129 struct reclaim_iter {
130         struct mem_cgroup *position;
131         /* scan generation, increased every round-trip */
132         unsigned int generation;
133 };
134
135 /*
136  * per-zone information in memory controller.
137  */
138 struct mem_cgroup_per_zone {
139         struct lruvec           lruvec;
140         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
141
142         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
143
144         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
145         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
146                                                 /* the soft limit is exceeded*/
147         bool                    on_tree;
148         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
149                                                 /* use container_of        */
150 };
151
152 struct mem_cgroup_per_node {
153         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
154 };
155
156 /*
157  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
158  * their hierarchy representation
159  */
160
161 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
162         struct rb_root rb_root;
163         spinlock_t lock;
164 };
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_node {
167         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
168 };
169
170 struct mem_cgroup_tree {
171         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
172 };
173
174 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
175
176 struct mem_cgroup_threshold {
177         struct eventfd_ctx *eventfd;
178         unsigned long threshold;
179 };
180
181 /* For threshold */
182 struct mem_cgroup_threshold_ary {
183         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
184         int current_threshold;
185         /* Size of entries[] */
186         unsigned int size;
187         /* Array of thresholds */
188         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
189 };
190
191 struct mem_cgroup_thresholds {
192         /* Primary thresholds array */
193         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
194         /*
195          * Spare threshold array.
196          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
197          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
198          */
199         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
200 };
201
202 /* for OOM */
203 struct mem_cgroup_eventfd_list {
204         struct list_head list;
205         struct eventfd_ctx *eventfd;
206 };
207
208 /*
209  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
210  */
211 struct mem_cgroup_event {
212         /*
213          * memcg which the event belongs to.
214          */
215         struct mem_cgroup *memcg;
216         /*
217          * eventfd to signal userspace about the event.
218          */
219         struct eventfd_ctx *eventfd;
220         /*
221          * Each of these stored in a list by the cgroup.
222          */
223         struct list_head list;
224         /*
225          * register_event() callback will be used to add new userspace
226          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
227          * on eventfd to send notification to userspace.
228          */
229         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
230                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
231         /*
232          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
233          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
234          * if you want provide notification functionality.
235          */
236         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
237                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
238         /*
239          * All fields below needed to unregister event when
240          * userspace closes eventfd.
241          */
242         poll_table pt;
243         wait_queue_head_t *wqh;
244         wait_queue_t wait;
245         struct work_struct remove;
246 };
247
248 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
249 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
250
251 /*
252  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
253  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
254  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
255  * to help the administrator determine what knobs to tune.
256  *
257  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
258  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
259  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
260  * a feature that will be implemented much later in the future.
261  */
262 struct mem_cgroup {
263         struct cgroup_subsys_state css;
264
265         /* Accounted resources */
266         struct page_counter memory;
267         struct page_counter memsw;
268         struct page_counter kmem;
269
270         /* Normal memory consumption range */
271         unsigned long low;
272         unsigned long high;
273
274         unsigned long soft_limit;
275
276         /* vmpressure notifications */
277         struct vmpressure vmpressure;
278
279         /* css_online() has been completed */
280         int initialized;
281
282         /*
283          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
284          */
285         bool use_hierarchy;
286
287         bool            oom_lock;
288         atomic_t        under_oom;
289         atomic_t        oom_wakeups;
290
291         int     swappiness;
292         /* OOM-Killer disable */
293         int             oom_kill_disable;
294
295         /* protect arrays of thresholds */
296         struct mutex thresholds_lock;
297
298         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
299         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
300
301         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
302         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
303
304         /* For oom notifier event fd */
305         struct list_head oom_notify;
306
307         /*
308          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
309          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
310          */
311         unsigned long move_charge_at_immigrate;
312         /*
313          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
314          */
315         atomic_t                moving_account;
316         /* taken only while moving_account > 0 */
317         spinlock_t              move_lock;
318         struct task_struct      *move_lock_task;
319         unsigned long           move_lock_flags;
320         /*
321          * percpu counter.
322          */
323         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
324         /*
325          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
326          * See mem_cgroup_read_stat().
327          */
328         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
329         spinlock_t pcp_counter_lock;
330
331 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
332         struct cg_proto tcp_mem;
333 #endif
334 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
335         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
336         int kmemcg_id;
337 #endif
338
339         int last_scanned_node;
340 #if MAX_NUMNODES > 1
341         nodemask_t      scan_nodes;
342         atomic_t        numainfo_events;
343         atomic_t        numainfo_updating;
344 #endif
345
346         /* List of events which userspace want to receive */
347         struct list_head event_list;
348         spinlock_t event_list_lock;
349
350         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
351         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
352 };
353
354 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
355 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         return memcg->kmemcg_id >= 0;
358 }
359 #endif
360
361 /* Stuffs for move charges at task migration. */
362 /*
363  * Types of charges to be moved.
364  */
365 #define MOVE_ANON       0x1U
366 #define MOVE_FILE       0x2U
367 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
368
369 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
370 static struct move_charge_struct {
371         spinlock_t        lock; /* for from, to */
372         struct mem_cgroup *from;
373         struct mem_cgroup *to;
374         unsigned long flags;
375         unsigned long precharge;
376         unsigned long moved_charge;
377         unsigned long moved_swap;
378         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
379         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
380 } mc = {
381         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
382         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
383 };
384
385 /*
386  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
387  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
388  */
389 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
390 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
391
392 enum charge_type {
393         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
394         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
395         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
396         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
397         NR_CHARGE_TYPE,
398 };
399
400 /* for encoding cft->private value on file */
401 enum res_type {
402         _MEM,
403         _MEMSWAP,
404         _OOM_TYPE,
405         _KMEM,
406 };
407
408 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
409 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
410 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
411 /* Used for OOM nofiier */
412 #define OOM_CONTROL             (0)
413
414 /*
415  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
416  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
417  * appearing has to hold it as well.
418  */
419 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
420
421 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
422 {
423         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
424 }
425
426 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
427 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
428 {
429         if (!memcg)
430                 memcg = root_mem_cgroup;
431         return &memcg->vmpressure;
432 }
433
434 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
435 {
436         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
437 }
438
439 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
440 {
441         return (memcg == root_mem_cgroup);
442 }
443
444 /*
445  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
446  * an unsigned short.
447  */
448 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
449
450 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
451 {
452         return memcg->css.id;
453 }
454
455 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
456 {
457         struct cgroup_subsys_state *css;
458
459         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
460         return mem_cgroup_from_css(css);
461 }
462
463 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
464 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
465
466 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
467 {
468         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
469                 struct mem_cgroup *memcg;
470                 struct cg_proto *cg_proto;
471
472                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
473
474                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
475                  * filled. It won't however, necessarily happen from
476                  * process context. So the test for root memcg given
477                  * the current task's memcg won't help us in this case.
478                  *
479                  * Respecting the original socket's memcg is a better
480                  * decision in this case.
481                  */
482                 if (sk->sk_cgrp) {
483                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
484                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
485                         return;
486                 }
487
488                 rcu_read_lock();
489                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
490                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
491                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
492                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
493                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
494                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
495                 }
496                 rcu_read_unlock();
497         }
498 }
499 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
500
501 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
502 {
503         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
504                 struct mem_cgroup *memcg;
505                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
506                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
507                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
508         }
509 }
510
511 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
512 {
513         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
514                 return NULL;
515
516         return &memcg->tcp_mem;
517 }
518 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
519
520 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
521 {
522         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
523                 return;
524         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
525 }
526 #else
527 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529 }
530 #endif
531
532 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
533 /*
534  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
535  * The main reason for not using cgroup id for this:
536  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
537  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
538  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
539  *  200 entry array for that.
540  *
541  * The current size of the caches array is stored in
542  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
543  * increase it.
544  */
545 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
546 int memcg_limited_groups_array_size;
547
548 /*
549  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
550  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
551  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
552  * tunable, but that is strictly not necessary.
553  *
554  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
555  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
556  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
557  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
558  * increase ours as well if it increases.
559  */
560 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
561 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
562
563 /*
564  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
565  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
566  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
567  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
568  */
569 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
570 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
571
572 static void memcg_free_cache_id(int id);
573
574 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
575 {
576         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
577                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
578                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
579         }
580         /*
581          * This check can't live in kmem destruction function,
582          * since the charges will outlive the cgroup
583          */
584         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
585 }
586 #else
587 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
588 {
589 }
590 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
591
592 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
593 {
594         disarm_sock_keys(memcg);
595         disarm_kmem_keys(memcg);
596 }
597
598 static struct mem_cgroup_per_zone *
599 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
600 {
601         int nid = zone_to_nid(zone);
602         int zid = zone_idx(zone);
603
604         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
605 }
606
607 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
608 {
609         return &memcg->css;
610 }
611
612 static struct mem_cgroup_per_zone *
613 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
614 {
615         int nid = page_to_nid(page);
616         int zid = page_zonenum(page);
617
618         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
619 }
620
621 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
622 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
623 {
624         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
625 }
626
627 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
628 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
629 {
630         int nid = page_to_nid(page);
631         int zid = page_zonenum(page);
632
633         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
634 }
635
636 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
637                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
638                                          unsigned long new_usage_in_excess)
639 {
640         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
641         struct rb_node *parent = NULL;
642         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
643
644         if (mz->on_tree)
645                 return;
646
647         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
648         if (!mz->usage_in_excess)
649                 return;
650         while (*p) {
651                 parent = *p;
652                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
653                                         tree_node);
654                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
655                         p = &(*p)->rb_left;
656                 /*
657                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
658                  * limit by the same amount
659                  */
660                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
661                         p = &(*p)->rb_right;
662         }
663         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
664         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
665         mz->on_tree = true;
666 }
667
668 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
669                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
670 {
671         if (!mz->on_tree)
672                 return;
673         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
674         mz->on_tree = false;
675 }
676
677 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
678                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
679 {
680         unsigned long flags;
681
682         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
683         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
684         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
685 }
686
687 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
688 {
689         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
690         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
691         unsigned long excess = 0;
692
693         if (nr_pages > soft_limit)
694                 excess = nr_pages - soft_limit;
695
696         return excess;
697 }
698
699 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
700 {
701         unsigned long excess;
702         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
703         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
704
705         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
706         /*
707          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
708          * because their event counter is not touched.
709          */
710         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
711                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
712                 excess = soft_limit_excess(memcg);
713                 /*
714                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
715                  * mem is over its softlimit.
716                  */
717                 if (excess || mz->on_tree) {
718                         unsigned long flags;
719
720                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
721                         /* if on-tree, remove it */
722                         if (mz->on_tree)
723                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
724                         /*
725                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
726                          * If excess is 0, no tree ops.
727                          */
728                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
729                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
730                 }
731         }
732 }
733
734 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
735 {
736         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
737         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
738         int nid, zid;
739
740         for_each_node(nid) {
741                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
742                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
743                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
744                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
745                 }
746         }
747 }
748
749 static struct mem_cgroup_per_zone *
750 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
751 {
752         struct rb_node *rightmost = NULL;
753         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
754
755 retry:
756         mz = NULL;
757         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
758         if (!rightmost)
759                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
760
761         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
762         /*
763          * Remove the node now but someone else can add it back,
764          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
765          * position in the tree.
766          */
767         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
768         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
769             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
770                 goto retry;
771 done:
772         return mz;
773 }
774
775 static struct mem_cgroup_per_zone *
776 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
777 {
778         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
779
780         spin_lock_irq(&mctz->lock);
781         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
782         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
783         return mz;
784 }
785
786 /*
787  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
788  *
789  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
790  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
791  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
792  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
793  *
794  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
795  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
796  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
797  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
798  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
799  *
800  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
801  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
802  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
803  * implemented.
804  */
805 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
806                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
807 {
808         long val = 0;
809         int cpu;
810
811         get_online_cpus();
812         for_each_online_cpu(cpu)
813                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
814 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
815         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
816         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
817         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
818 #endif
819         put_online_cpus();
820         return val;
821 }
822
823 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
824                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
825 {
826         unsigned long val = 0;
827         int cpu;
828
829         get_online_cpus();
830         for_each_online_cpu(cpu)
831                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
832 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
833         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
834         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
835         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
836 #endif
837         put_online_cpus();
838         return val;
839 }
840
841 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
842                                          struct page *page,
843                                          int nr_pages)
844 {
845         /*
846          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
847          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
848          */
849         if (PageAnon(page))
850                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
851                                 nr_pages);
852         else
853                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
854                                 nr_pages);
855
856         if (PageTransHuge(page))
857                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
858                                 nr_pages);
859
860         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
861         if (nr_pages > 0)
862                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
863         else {
864                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
865                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
866         }
867
868         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
869 }
870
871 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
872 {
873         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
874
875         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
876         return mz->lru_size[lru];
877 }
878
879 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
880                                                   int nid,
881                                                   unsigned int lru_mask)
882 {
883         unsigned long nr = 0;
884         int zid;
885
886         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
887
888         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
889                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
890                 enum lru_list lru;
891
892                 for_each_lru(lru) {
893                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
894                                 continue;
895                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
896                         nr += mz->lru_size[lru];
897                 }
898         }
899         return nr;
900 }
901
902 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
903                         unsigned int lru_mask)
904 {
905         unsigned long nr = 0;
906         int nid;
907
908         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
909                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
910         return nr;
911 }
912
913 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
914                                        enum mem_cgroup_events_target target)
915 {
916         unsigned long val, next;
917
918         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
919         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
920         /* from time_after() in jiffies.h */
921         if ((long)next - (long)val < 0) {
922                 switch (target) {
923                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
924                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
925                         break;
926                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
927                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
928                         break;
929                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
930                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
931                         break;
932                 default:
933                         break;
934                 }
935                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
936                 return true;
937         }
938         return false;
939 }
940
941 /*
942  * Check events in order.
943  *
944  */
945 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
946 {
947         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
948         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
949                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
950                 bool do_softlimit;
951                 bool do_numainfo __maybe_unused;
952
953                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
954                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
955 #if MAX_NUMNODES > 1
956                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
957                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
958 #endif
959                 mem_cgroup_threshold(memcg);
960                 if (unlikely(do_softlimit))
961                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
962 #if MAX_NUMNODES > 1
963                 if (unlikely(do_numainfo))
964                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
965 #endif
966         }
967 }
968
969 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
970 {
971         /*
972          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
973          * if it races with swapoff, page migration, etc.
974          * So this can be called with p == NULL.
975          */
976         if (unlikely(!p))
977                 return NULL;
978
979         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
980 }
981
982 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
983 {
984         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
985
986         rcu_read_lock();
987         do {
988                 /*
989                  * Page cache insertions can happen withou an
990                  * actual mm context, e.g. during disk probing
991                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
992                  */
993                 if (unlikely(!mm))
994                         memcg = root_mem_cgroup;
995                 else {
996                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
997                         if (unlikely(!memcg))
998                                 memcg = root_mem_cgroup;
999                 }
1000         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1001         rcu_read_unlock();
1002         return memcg;
1003 }
1004
1005 /**
1006  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1007  * @root: hierarchy root
1008  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1009  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1010  *
1011  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1012  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1013  *
1014  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1015  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1016  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1017  *
1018  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1019  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1020  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1021  */
1022 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1023                                    struct mem_cgroup *prev,
1024                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1025 {
1026         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1027         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1028         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1029         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1030
1031         if (mem_cgroup_disabled())
1032                 return NULL;
1033
1034         if (!root)
1035                 root = root_mem_cgroup;
1036
1037         if (prev && !reclaim)
1038                 pos = prev;
1039
1040         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1041                 if (prev)
1042                         goto out;
1043                 return root;
1044         }
1045
1046         rcu_read_lock();
1047
1048         if (reclaim) {
1049                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1050
1051                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1052                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1053
1054                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1055                         goto out_unlock;
1056
1057                 do {
1058                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1059                         /*
1060                          * A racing update may change the position and
1061                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1062                          * or retry to see the updated position.
1063                          */
1064                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1065         }
1066
1067         if (pos)
1068                 css = &pos->css;
1069
1070         for (;;) {
1071                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1072                 if (!css) {
1073                         /*
1074                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1075                          * new one might jump in right at the end of
1076                          * the hierarchy - make sure they see at least
1077                          * one group and restart from the beginning.
1078                          */
1079                         if (!prev)
1080                                 continue;
1081                         break;
1082                 }
1083
1084                 /*
1085                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1086                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1087                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1088                  */
1089                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1090
1091                 if (css == &root->css)
1092                         break;
1093
1094                 if (css_tryget(css)) {
1095                         /*
1096                          * Make sure the memcg is initialized:
1097                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1098                          * initialization against setting the flag.
1099                          */
1100                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1101                                 break;
1102
1103                         css_put(css);
1104                 }
1105
1106                 memcg = NULL;
1107         }
1108
1109         if (reclaim) {
1110                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1111                         if (memcg)
1112                                 css_get(&memcg->css);
1113                         if (pos)
1114                                 css_put(&pos->css);
1115                 }
1116
1117                 /*
1118                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1119                  * above.
1120                  */
1121                 if (pos)
1122                         css_put(&pos->css);
1123
1124                 if (!memcg)
1125                         iter->generation++;
1126                 else if (!prev)
1127                         reclaim->generation = iter->generation;
1128         }
1129
1130 out_unlock:
1131         rcu_read_unlock();
1132 out:
1133         if (prev && prev != root)
1134                 css_put(&prev->css);
1135
1136         return memcg;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1141  * @root: hierarchy root
1142  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1143  */
1144 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1145                            struct mem_cgroup *prev)
1146 {
1147         if (!root)
1148                 root = root_mem_cgroup;
1149         if (prev && prev != root)
1150                 css_put(&prev->css);
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1155  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1156  * be used for reference counting.
1157  */
1158 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1159         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1160              iter != NULL;                              \
1161              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1162
1163 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1164         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1165              iter != NULL;                              \
1166              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1167
1168 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1169 {
1170         struct mem_cgroup *memcg;
1171
1172         rcu_read_lock();
1173         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1174         if (unlikely(!memcg))
1175                 goto out;
1176
1177         switch (idx) {
1178         case PGFAULT:
1179                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1180                 break;
1181         case PGMAJFAULT:
1182                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1183                 break;
1184         default:
1185                 BUG();
1186         }
1187 out:
1188         rcu_read_unlock();
1189 }
1190 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1191
1192 /**
1193  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1194  * @zone: zone of the wanted lruvec
1195  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1196  *
1197  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1198  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1199  * is disabled.
1200  */
1201 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1202                                       struct mem_cgroup *memcg)
1203 {
1204         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1205         struct lruvec *lruvec;
1206
1207         if (mem_cgroup_disabled()) {
1208                 lruvec = &zone->lruvec;
1209                 goto out;
1210         }
1211
1212         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1213         lruvec = &mz->lruvec;
1214 out:
1215         /*
1216          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1217          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1218          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1219          */
1220         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1221                 lruvec->zone = zone;
1222         return lruvec;
1223 }
1224
1225 /**
1226  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1227  * @page: the page
1228  * @zone: zone of the page
1229  *
1230  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1231  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1232  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1233  */
1234 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1235 {
1236         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1237         struct mem_cgroup *memcg;
1238         struct lruvec *lruvec;
1239
1240         if (mem_cgroup_disabled()) {
1241                 lruvec = &zone->lruvec;
1242                 goto out;
1243         }
1244
1245         memcg = page->mem_cgroup;
1246         /*
1247          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1248          * possibly migrated - before they are charged.
1249          */
1250         if (!memcg)
1251                 memcg = root_mem_cgroup;
1252
1253         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1254         lruvec = &mz->lruvec;
1255 out:
1256         /*
1257          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1258          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1259          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1260          */
1261         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1262                 lruvec->zone = zone;
1263         return lruvec;
1264 }
1265
1266 /**
1267  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1268  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1269  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1270  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1271  *
1272  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1273  * lru list.
1274  */
1275 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1276                                 int nr_pages)
1277 {
1278         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1279         unsigned long *lru_size;
1280
1281         if (mem_cgroup_disabled())
1282                 return;
1283
1284         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1285         lru_size = mz->lru_size + lru;
1286         *lru_size += nr_pages;
1287         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1288 }
1289
1290 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1291 {
1292         if (root == memcg)
1293                 return true;
1294         if (!root->use_hierarchy)
1295                 return false;
1296         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1297 }
1298
1299 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1300 {
1301         struct mem_cgroup *task_memcg;
1302         struct task_struct *p;
1303         bool ret;
1304
1305         p = find_lock_task_mm(task);
1306         if (p) {
1307                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1308                 task_unlock(p);
1309         } else {
1310                 /*
1311                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1312                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1313                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1314                  */
1315                 rcu_read_lock();
1316                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1317                 css_get(&task_memcg->css);
1318                 rcu_read_unlock();
1319         }
1320         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1321         css_put(&task_memcg->css);
1322         return ret;
1323 }
1324
1325 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1326 {
1327         unsigned long inactive_ratio;
1328         unsigned long inactive;
1329         unsigned long active;
1330         unsigned long gb;
1331
1332         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1333         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1334
1335         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1336         if (gb)
1337                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1338         else
1339                 inactive_ratio = 1;
1340
1341         return inactive * inactive_ratio < active;
1342 }
1343
1344 bool mem_cgroup_lruvec_online(struct lruvec *lruvec)
1345 {
1346         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1347         struct mem_cgroup *memcg;
1348
1349         if (mem_cgroup_disabled())
1350                 return true;
1351
1352         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1353         memcg = mz->memcg;
1354
1355         return !!(memcg->css.flags & CSS_ONLINE);
1356 }
1357
1358 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1359         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1360
1361 /**
1362  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1363  * @memcg: the memory cgroup
1364  *
1365  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1366  * pages.
1367  */
1368 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1369 {
1370         unsigned long margin = 0;
1371         unsigned long count;
1372         unsigned long limit;
1373
1374         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1375         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1376         if (count < limit)
1377                 margin = limit - count;
1378
1379         if (do_swap_account) {
1380                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1381                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1382                 if (count <= limit)
1383                         margin = min(margin, limit - count);
1384         }
1385
1386         return margin;
1387 }
1388
1389 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1390 {
1391         /* root ? */
1392         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1393                 return vm_swappiness;
1394
1395         return memcg->swappiness;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1400  *
1401  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1402  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1403  * caused by "move".
1404  */
1405 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1406 {
1407         struct mem_cgroup *from;
1408         struct mem_cgroup *to;
1409         bool ret = false;
1410         /*
1411          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1412          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1413          */
1414         spin_lock(&mc.lock);
1415         from = mc.from;
1416         to = mc.to;
1417         if (!from)
1418                 goto unlock;
1419
1420         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1421                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1422 unlock:
1423         spin_unlock(&mc.lock);
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1428 {
1429         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1430                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1431                         DEFINE_WAIT(wait);
1432                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1433                         /* moving charge context might have finished. */
1434                         if (mc.moving_task)
1435                                 schedule();
1436                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1437                         return true;
1438                 }
1439         }
1440         return false;
1441 }
1442
1443 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1444 /**
1445  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1446  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1447  * @p: Task that is going to be killed
1448  *
1449  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1450  * enabled
1451  */
1452 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1453 {
1454         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1455         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1456         struct mem_cgroup *iter;
1457         unsigned int i;
1458
1459         if (!p)
1460                 return;
1461
1462         mutex_lock(&oom_info_lock);
1463         rcu_read_lock();
1464
1465         pr_info("Task in ");
1466         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1467         pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1468         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1469         pr_cont("\n");
1470
1471         rcu_read_unlock();
1472
1473         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1474                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1475                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1476         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1477                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1478                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1479         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1480                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1481                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1482
1483         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1484                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1485                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1486                 pr_cont(":");
1487
1488                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1489                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1490                                 continue;
1491                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1492                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1493                 }
1494
1495                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1496                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1497                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1498
1499                 pr_cont("\n");
1500         }
1501         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1502 }
1503
1504 /*
1505  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1506  * 1(self count) if no children.
1507  */
1508 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1509 {
1510         int num = 0;
1511         struct mem_cgroup *iter;
1512
1513         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1514                 num++;
1515         return num;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1520  */
1521 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         unsigned long limit;
1524
1525         limit = memcg->memory.limit;
1526         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1527                 unsigned long memsw_limit;
1528
1529                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1530                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1531         }
1532         return limit;
1533 }
1534
1535 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1536                                      int order)
1537 {
1538         struct mem_cgroup *iter;
1539         unsigned long chosen_points = 0;
1540         unsigned long totalpages;
1541         unsigned int points = 0;
1542         struct task_struct *chosen = NULL;
1543
1544         /*
1545          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1546          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1547          * quickly exit and free its memory.
1548          */
1549         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1550                 mark_tsk_oom_victim(current);
1551                 return;
1552         }
1553
1554         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1555         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1556         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1557                 struct css_task_iter it;
1558                 struct task_struct *task;
1559
1560                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1561                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1562                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1563                                                         false)) {
1564                         case OOM_SCAN_SELECT:
1565                                 if (chosen)
1566                                         put_task_struct(chosen);
1567                                 chosen = task;
1568                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1569                                 get_task_struct(chosen);
1570                                 /* fall through */
1571                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1572                                 continue;
1573                         case OOM_SCAN_ABORT:
1574                                 css_task_iter_end(&it);
1575                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1576                                 if (chosen)
1577                                         put_task_struct(chosen);
1578                                 return;
1579                         case OOM_SCAN_OK:
1580                                 break;
1581                         };
1582                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1583                         if (!points || points < chosen_points)
1584                                 continue;
1585                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1586                         if (points == chosen_points &&
1587                             thread_group_leader(chosen))
1588                                 continue;
1589
1590                         if (chosen)
1591                                 put_task_struct(chosen);
1592                         chosen = task;
1593                         chosen_points = points;
1594                         get_task_struct(chosen);
1595                 }
1596                 css_task_iter_end(&it);
1597         }
1598
1599         if (!chosen)
1600                 return;
1601         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1602         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1603                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1604 }
1605
1606 #if MAX_NUMNODES > 1
1607
1608 /**
1609  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1610  * @memcg: the target memcg
1611  * @nid: the node ID to be checked.
1612  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1613  *
1614  * This function returns whether the specified memcg contains any
1615  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1616  * pages in the node.
1617  */
1618 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1619                 int nid, bool noswap)
1620 {
1621         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1622                 return true;
1623         if (noswap || !total_swap_pages)
1624                 return false;
1625         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1626                 return true;
1627         return false;
1628
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1633  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1634  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1635  *
1636  */
1637 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1638 {
1639         int nid;
1640         /*
1641          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1642          * pagein/pageout changes since the last update.
1643          */
1644         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1645                 return;
1646         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1647                 return;
1648
1649         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1650         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1651
1652         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1653
1654                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1655                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1656         }
1657
1658         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1659         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1664  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1665  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1666  *
1667  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1668  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1669  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1670  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1671  *
1672  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1673  */
1674 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1675 {
1676         int node;
1677
1678         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1679         node = memcg->last_scanned_node;
1680
1681         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1682         if (node == MAX_NUMNODES)
1683                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1684         /*
1685          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1686          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1687          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1688          * we use curret node.
1689          */
1690         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1691                 node = numa_node_id();
1692
1693         memcg->last_scanned_node = node;
1694         return node;
1695 }
1696 #else
1697 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1698 {
1699         return 0;
1700 }
1701 #endif
1702
1703 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1704                                    struct zone *zone,
1705                                    gfp_t gfp_mask,
1706                                    unsigned long *total_scanned)
1707 {
1708         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1709         int total = 0;
1710         int loop = 0;
1711         unsigned long excess;
1712         unsigned long nr_scanned;
1713         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1714                 .zone = zone,
1715                 .priority = 0,
1716         };
1717
1718         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1719
1720         while (1) {
1721                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1722                 if (!victim) {
1723                         loop++;
1724                         if (loop >= 2) {
1725                                 /*
1726                                  * If we have not been able to reclaim
1727                                  * anything, it might because there are
1728                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1729                                  */
1730                                 if (!total)
1731                                         break;
1732                                 /*
1733                                  * We want to do more targeted reclaim.
1734                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1735                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1736                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1737                                  */
1738                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1739                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1740                                         break;
1741                         }
1742                         continue;
1743                 }
1744                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1745                                                      zone, &nr_scanned);
1746                 *total_scanned += nr_scanned;
1747                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1748                         break;
1749         }
1750         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1751         return total;
1752 }
1753
1754 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1755 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1756         .name = "memcg_oom_lock",
1757 };
1758 #endif
1759
1760 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1761
1762 /*
1763  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1764  * If someone is running, return false.
1765  */
1766 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1769
1770         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1771
1772         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1773                 if (iter->oom_lock) {
1774                         /*
1775                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1776                          * so we cannot give a lock.
1777                          */
1778                         failed = iter;
1779                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1780                         break;
1781                 } else
1782                         iter->oom_lock = true;
1783         }
1784
1785         if (failed) {
1786                 /*
1787                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1788                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1789                  */
1790                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1791                         if (iter == failed) {
1792                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1793                                 break;
1794                         }
1795                         iter->oom_lock = false;
1796                 }
1797         } else
1798                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1799
1800         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1801
1802         return !failed;
1803 }
1804
1805 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1806 {
1807         struct mem_cgroup *iter;
1808
1809         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1810         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1811         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1812                 iter->oom_lock = false;
1813         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1814 }
1815
1816 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1817 {
1818         struct mem_cgroup *iter;
1819
1820         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1821                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1822 }
1823
1824 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1825 {
1826         struct mem_cgroup *iter;
1827
1828         /*
1829          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1830          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1831          * atomic_add_unless() here.
1832          */
1833         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1834                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1835 }
1836
1837 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1838
1839 struct oom_wait_info {
1840         struct mem_cgroup *memcg;
1841         wait_queue_t    wait;
1842 };
1843
1844 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1845         unsigned mode, int sync, void *arg)
1846 {
1847         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1848         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1849         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1850
1851         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1852         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1853
1854         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1855             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1856                 return 0;
1857         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1858 }
1859
1860 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1861 {
1862         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1863         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1864         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1865 }
1866
1867 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1868 {
1869         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1870                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1871 }
1872
1873 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1874 {
1875         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1876                 return;
1877         /*
1878          * We are in the middle of the charge context here, so we
1879          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1880          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1881          *
1882          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1883          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1884          * invocation might not even be necessary.
1885          *
1886          * That's why we don't do anything here except remember the
1887          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1888          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1889          * and when we know whether the fault was overall successful.
1890          */
1891         css_get(&memcg->css);
1892         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1893         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1894         current->memcg_oom.order = order;
1895 }
1896
1897 /**
1898  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1899  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1900  *
1901  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1902  * handler was enabled.
1903  *
1904  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1905  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1906  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1907  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1908  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1909  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1910  *
1911  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1912  * completed, %false otherwise.
1913  */
1914 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1915 {
1916         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1917         struct oom_wait_info owait;
1918         bool locked;
1919
1920         /* OOM is global, do not handle */
1921         if (!memcg)
1922                 return false;
1923
1924         if (!handle || oom_killer_disabled)
1925                 goto cleanup;
1926
1927         owait.memcg = memcg;
1928         owait.wait.flags = 0;
1929         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1930         owait.wait.private = current;
1931         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1932
1933         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1934         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1935
1936         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1937
1938         if (locked)
1939                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1940
1941         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1942                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1943                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1944                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1945                                          current->memcg_oom.order);
1946         } else {
1947                 schedule();
1948                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1949                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1950         }
1951
1952         if (locked) {
1953                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1954                 /*
1955                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1956                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1957                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1958                  */
1959                 memcg_oom_recover(memcg);
1960         }
1961 cleanup:
1962         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1963         css_put(&memcg->css);
1964         return true;
1965 }
1966
1967 /**
1968  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1969  * @page: page that is going to change accounted state
1970  *
1971  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1972  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1973  * being moved to another memcg:
1974  *
1975  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1976  *   if (TestClearPageState(page))
1977  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1978  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1979  */
1980 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1981 {
1982         struct mem_cgroup *memcg;
1983         unsigned long flags;
1984
1985         /*
1986          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1987          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1988          * because page moving starts with an RCU grace period.
1989          *
1990          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1991          * the page state that is going to change is the only thing
1992          * preventing the page from being uncharged.
1993          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1994          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1995          * account transaction might be complete.
1996          */
1997         rcu_read_lock();
1998
1999         if (mem_cgroup_disabled())
2000                 return NULL;
2001 again:
2002         memcg = page->mem_cgroup;
2003         if (unlikely(!memcg))
2004                 return NULL;
2005
2006         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2007                 return memcg;
2008
2009         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2010         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2011                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2012                 goto again;
2013         }
2014
2015         /*
2016          * When charge migration first begins, we can have locked and
2017          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2018          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
2019          */
2020         memcg->move_lock_task = current;
2021         memcg->move_lock_flags = flags;
2022
2023         return memcg;
2024 }
2025
2026 /**
2027  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2028  * @memcg: the memcg that was accounted against
2029  */
2030 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
2031 {
2032         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2033                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2034
2035                 memcg->move_lock_task = NULL;
2036                 memcg->move_lock_flags = 0;
2037
2038                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2039         }
2040
2041         rcu_read_unlock();
2042 }
2043
2044 /**
2045  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2046  * @memcg: memcg to account against
2047  * @idx: page state item to account
2048  * @val: number of pages (positive or negative)
2049  *
2050  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2051  */
2052 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2053                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2054 {
2055         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2056
2057         if (memcg)
2058                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2063  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2064  */
2065 #define CHARGE_BATCH    32U
2066 struct memcg_stock_pcp {
2067         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2068         unsigned int nr_pages;
2069         struct work_struct work;
2070         unsigned long flags;
2071 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2072 };
2073 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2074 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2075
2076 /**
2077  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2078  * @memcg: memcg to consume from.
2079  * @nr_pages: how many pages to charge.
2080  *
2081  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2082  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2083  * service an allocation will refill the stock.
2084  *
2085  * returns true if successful, false otherwise.
2086  */
2087 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2088 {
2089         struct memcg_stock_pcp *stock;
2090         bool ret = false;
2091
2092         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2093                 return ret;
2094
2095         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2096         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2097                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2098                 ret = true;
2099         }
2100         put_cpu_var(memcg_stock);
2101         return ret;
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2106  */
2107 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2108 {
2109         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2110
2111         if (stock->nr_pages) {
2112                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2113                 if (do_swap_account)
2114                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2115                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2116                 stock->nr_pages = 0;
2117         }
2118         stock->cached = NULL;
2119 }
2120
2121 /*
2122  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2123  * a thread which is pinned to local cpu.
2124  */
2125 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2126 {
2127         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2128         drain_stock(stock);
2129         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2134  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2135  */
2136 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2137 {
2138         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2139
2140         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2141                 drain_stock(stock);
2142                 stock->cached = memcg;
2143         }
2144         stock->nr_pages += nr_pages;
2145         put_cpu_var(memcg_stock);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2150  * of the hierarchy under it.
2151  */
2152 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2153 {
2154         int cpu, curcpu;
2155
2156         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2157         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2158                 return;
2159         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2160         get_online_cpus();
2161         curcpu = get_cpu();
2162         for_each_online_cpu(cpu) {
2163                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2164                 struct mem_cgroup *memcg;
2165
2166                 memcg = stock->cached;
2167                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2168                         continue;
2169                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2170                         continue;
2171                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2172                         if (cpu == curcpu)
2173                                 drain_local_stock(&stock->work);
2174                         else
2175                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2176                 }
2177         }
2178         put_cpu();
2179         put_online_cpus();
2180         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2181 }
2182
2183 /*
2184  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2185  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2186  */
2187 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2188 {
2189         int i;
2190
2191         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2192         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2193                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2194
2195                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2196                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2197         }
2198         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2199                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2200
2201                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2202                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2203         }
2204         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2205 }
2206
2207 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2208                                         unsigned long action,
2209                                         void *hcpu)
2210 {
2211         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2212         struct memcg_stock_pcp *stock;
2213         struct mem_cgroup *iter;
2214
2215         if (action == CPU_ONLINE)
2216                 return NOTIFY_OK;
2217
2218         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2219                 return NOTIFY_OK;
2220
2221         for_each_mem_cgroup(iter)
2222                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2223
2224         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2225         drain_stock(stock);
2226         return NOTIFY_OK;
2227 }
2228
2229 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2230                       unsigned int nr_pages)
2231 {
2232         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2233         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2234         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2235         struct page_counter *counter;
2236         unsigned long nr_reclaimed;
2237         bool may_swap = true;
2238         bool drained = false;
2239         int ret = 0;
2240
2241         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2242                 goto done;
2243 retry:
2244         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2245                 goto done;
2246
2247         if (!do_swap_account ||
2248             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2249                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2250                         goto done_restock;
2251                 if (do_swap_account)
2252                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2253                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2254         } else {
2255                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2256                 may_swap = false;
2257         }
2258
2259         if (batch > nr_pages) {
2260                 batch = nr_pages;
2261                 goto retry;
2262         }
2263
2264         /*
2265          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2266          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2267          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2268          * free their memory.
2269          */
2270         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2271                      fatal_signal_pending(current) ||
2272                      current->flags & PF_EXITING))
2273                 goto bypass;
2274
2275         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2276                 goto nomem;
2277
2278         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2279                 goto nomem;
2280
2281         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2282
2283         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2284                                                     gfp_mask, may_swap);
2285
2286         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2287                 goto retry;
2288
2289         if (!drained) {
2290                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2291                 drained = true;
2292                 goto retry;
2293         }
2294
2295         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2296                 goto nomem;
2297         /*
2298          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2299          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2300          * before killing the task.
2301          *
2302          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2303          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2304          * to regular pages anyway in case of failure.
2305          */
2306         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2307                 goto retry;
2308         /*
2309          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2310          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2311          */
2312         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2313                 goto retry;
2314
2315         if (nr_retries--)
2316                 goto retry;
2317
2318         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2319                 goto bypass;
2320
2321         if (fatal_signal_pending(current))
2322                 goto bypass;
2323
2324         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2325
2326         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2327 nomem:
2328         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2329                 return -ENOMEM;
2330 bypass:
2331         return -EINTR;
2332
2333 done_restock:
2334         css_get_many(&memcg->css, batch);
2335         if (batch > nr_pages)
2336                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2337         /*
2338          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2339          * make the charging task trim their excess contribution.
2340          */
2341         do {
2342                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2343                         continue;
2344                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2345                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2346         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2347 done:
2348         return ret;
2349 }
2350
2351 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2352 {
2353         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2354                 return;
2355
2356         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2357         if (do_swap_account)
2358                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2359
2360         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2365  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2366  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2367  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2368  */
2369 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2370 {
2371         /* ID 0 is unused ID */
2372         if (!id)
2373                 return NULL;
2374         return mem_cgroup_from_id(id);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2379  * @page: the page
2380  *
2381  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2382  *
2383  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2384  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2385  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2386  */
2387 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2388 {
2389         struct mem_cgroup *memcg;
2390         unsigned short id;
2391         swp_entry_t ent;
2392
2393         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2394
2395         memcg = page->mem_cgroup;
2396         if (memcg) {
2397                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2398                         memcg = NULL;
2399         } else if (PageSwapCache(page)) {
2400                 ent.val = page_private(page);
2401                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2402                 rcu_read_lock();
2403                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2404                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2405                         memcg = NULL;
2406                 rcu_read_unlock();
2407         }
2408         return memcg;
2409 }
2410
2411 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2412 {
2413         struct zone *zone = page_zone(page);
2414
2415         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2416         if (PageLRU(page)) {
2417                 struct lruvec *lruvec;
2418
2419                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2420                 ClearPageLRU(page);
2421                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2422                 *isolated = 1;
2423         } else
2424                 *isolated = 0;
2425 }
2426
2427 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2428 {
2429         struct zone *zone = page_zone(page);
2430
2431         if (isolated) {
2432                 struct lruvec *lruvec;
2433
2434                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2435                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2436                 SetPageLRU(page);
2437                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2438         }
2439         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2440 }
2441
2442 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2443                           bool lrucare)
2444 {
2445         int isolated;
2446
2447         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2448
2449         /*
2450          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2451          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2452          */
2453         if (lrucare)
2454                 lock_page_lru(page, &isolated);
2455
2456         /*
2457          * Nobody should be changing or seriously looking at
2458          * page->mem_cgroup at this point:
2459          *
2460          * - the page is uncharged
2461          *
2462          * - the page is off-LRU
2463          *
2464          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2465          *   a locked page table
2466          *
2467          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2468          *   have the page locked
2469          */
2470         page->mem_cgroup = memcg;
2471
2472         if (lrucare)
2473                 unlock_page_lru(page, isolated);
2474 }
2475
2476 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2477 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2478                       unsigned long nr_pages)
2479 {
2480         struct page_counter *counter;
2481         int ret = 0;
2482
2483         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2484         if (ret < 0)
2485                 return ret;
2486
2487         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2488         if (ret == -EINTR)  {
2489                 /*
2490                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2491                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2492                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2493                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2494                  * perspective, the cache has already been selected, by
2495                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2496                  * our minds.
2497                  *
2498                  * This condition will only trigger if the task entered
2499                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2500                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2501                  * when the allocation triggers should have been already
2502                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2503                  */
2504                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2505                 if (do_swap_account)
2506                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2507                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2508                 ret = 0;
2509         } else if (ret)
2510                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2511
2512         return ret;
2513 }
2514
2515 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2516 {
2517         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2518         if (do_swap_account)
2519                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2520
2521         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2522
2523         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2524 }
2525
2526 /*
2527  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2528  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2529  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2530  */
2531 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2532 {
2533         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2534 }
2535
2536 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2537 {
2538         int id, size;
2539         int err;
2540
2541         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2542                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2543         if (id < 0)
2544                 return id;
2545
2546         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2547                 return id;
2548
2549         /*
2550          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2551          * so we have to grow them.
2552          */
2553
2554         size = 2 * (id + 1);
2555         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2556                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2557         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2558                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2559
2560         err = memcg_update_all_caches(size);
2561         if (err) {
2562                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2563                 return err;
2564         }
2565         return id;
2566 }
2567
2568 static void memcg_free_cache_id(int id)
2569 {
2570         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2571 }
2572
2573 /*
2574  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2575  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2576  * calling this.
2577  */
2578 void memcg_update_array_size(int num)
2579 {
2580         memcg_limited_groups_array_size = num;
2581 }
2582
2583 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2584         struct mem_cgroup *memcg;
2585         struct kmem_cache *cachep;
2586         struct work_struct work;
2587 };
2588
2589 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2590 {
2591         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2592                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2593         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2594         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2595
2596         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2597
2598         css_put(&memcg->css);
2599         kfree(cw);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2604  */
2605 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2606                                                struct kmem_cache *cachep)
2607 {
2608         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2609
2610         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2611         if (!cw)
2612                 return;
2613
2614         css_get(&memcg->css);
2615
2616         cw->memcg = memcg;
2617         cw->cachep = cachep;
2618         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2619
2620         schedule_work(&cw->work);
2621 }
2622
2623 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2624                                              struct kmem_cache *cachep)
2625 {
2626         /*
2627          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2628          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2629          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2630          *
2631          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2632          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2633          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2634          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2635          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2636          */
2637         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2638         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2639         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2644  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2645  *
2646  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2647  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2648  * in a workqueue.
2649  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2650  * the original cache.
2651  *
2652  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2653  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2654  */
2655 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2656 {
2657         struct mem_cgroup *memcg;
2658         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2659
2660         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
2661         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
2662
2663         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2664                 return cachep;
2665
2666         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2667         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2668                 goto out;
2669
2670         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
2671         if (likely(memcg_cachep))
2672                 return memcg_cachep;
2673
2674         /*
2675          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2676          * context), we could be be predictable and return right away.
2677          * This would guarantee that the allocation being performed
2678          * already belongs in the new cache.
2679          *
2680          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2681          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2682          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2683          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2684          * defer everything.
2685          */
2686         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2687 out:
2688         css_put(&memcg->css);
2689         return cachep;
2690 }
2691
2692 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2693 {
2694         if (!is_root_cache(cachep))
2695                 css_put(&cachep->memcg_params->memcg->css);
2696 }
2697
2698 /*
2699  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2700  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2701  * need a further commit step to do the final arrangements.
2702  *
2703  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2704  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2705  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2706  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2707  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2708  * the compiled-out case as well.
2709  *
2710  * Returning true means the allocation is possible.
2711  */
2712 bool
2713 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2714 {
2715         struct mem_cgroup *memcg;
2716         int ret;
2717
2718         *_memcg = NULL;
2719
2720         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2721
2722         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2723                 css_put(&memcg->css);
2724                 return true;
2725         }
2726
2727         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2728         if (!ret)
2729                 *_memcg = memcg;
2730
2731         css_put(&memcg->css);
2732         return (ret == 0);
2733 }
2734
2735 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2736                               int order)
2737 {
2738         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2739
2740         /* The page allocation failed. Revert */
2741         if (!page) {
2742                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2743                 return;
2744         }
2745         page->mem_cgroup = memcg;
2746 }
2747
2748 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2749 {
2750         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2751
2752         if (!memcg)
2753                 return;
2754
2755         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2756
2757         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2758         page->mem_cgroup = NULL;
2759 }
2760 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2761
2762 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2763
2764 /*
2765  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2766  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2767  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2768  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2769  */
2770 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2771 {
2772         int i;
2773
2774         if (mem_cgroup_disabled())
2775                 return;
2776
2777         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2778                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2779
2780         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2781                        HPAGE_PMD_NR);
2782 }
2783 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2784
2785 /**
2786  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2787  * @page: the page
2788  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2789  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2790  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2791  *
2792  * The caller must confirm following.
2793  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2794  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2795  *
2796  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2797  * from old cgroup.
2798  */
2799 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2800                                    unsigned int nr_pages,
2801                                    struct mem_cgroup *from,
2802                                    struct mem_cgroup *to)
2803 {
2804         unsigned long flags;
2805         int ret;
2806
2807         VM_BUG_ON(from == to);
2808         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2809         /*
2810          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2811          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2812          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2813          * hold it.
2814          */
2815         ret = -EBUSY;
2816         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2817                 goto out;
2818
2819         /*
2820          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
2821          * of its source page while we change it: page migration takes
2822          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
2823          */
2824         if (!trylock_page(page))
2825                 goto out;
2826
2827         ret = -EINVAL;
2828         if (page->mem_cgroup != from)
2829                 goto out_unlock;
2830
2831         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
2832
2833         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
2834                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
2835                                nr_pages);
2836                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
2837                                nr_pages);
2838         }
2839
2840         if (PageWriteback(page)) {
2841                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
2842                                nr_pages);
2843                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
2844                                nr_pages);
2845         }
2846
2847         /*
2848          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
2849          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
2850          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
2851          */
2852
2853         /* caller should have done css_get */
2854         page->mem_cgroup = to;
2855         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
2856
2857         ret = 0;
2858
2859         local_irq_disable();
2860         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
2861         memcg_check_events(to, page);
2862         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
2863         memcg_check_events(from, page);
2864         local_irq_enable();
2865 out_unlock:
2866         unlock_page(page);
2867 out:
2868         return ret;
2869 }
2870
2871 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2872 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2873                                          bool charge)
2874 {
2875         int val = (charge) ? 1 : -1;
2876         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2877 }
2878
2879 /**
2880  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2881  * @entry: swap entry to be moved
2882  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2883  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2884  *
2885  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2886  * as the mem_cgroup's id of @from.
2887  *
2888  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2889  *
2890  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2891  * both res and memsw, and called css_get().
2892  */
2893 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2894                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2895 {
2896         unsigned short old_id, new_id;
2897
2898         old_id = mem_cgroup_id(from);
2899         new_id = mem_cgroup_id(to);
2900
2901         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2902                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2903                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2904                 return 0;
2905         }
2906         return -EINVAL;
2907 }
2908 #else
2909 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2910                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2911 {
2912         return -EINVAL;
2913 }
2914 #endif
2915
2916 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2917
2918 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2919                                    unsigned long limit)
2920 {
2921         unsigned long curusage;
2922         unsigned long oldusage;
2923         bool enlarge = false;
2924         int retry_count;
2925         int ret;
2926
2927         /*
2928          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2929          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2930          * of # of children which we should visit in this loop.
2931          */
2932         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2933                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2934
2935         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2936
2937         do {
2938                 if (signal_pending(current)) {
2939                         ret = -EINTR;
2940                         break;
2941                 }
2942
2943                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2944                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2945                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2946                         ret = -EINVAL;
2947                         break;
2948                 }
2949                 if (limit > memcg->memory.limit)
2950                         enlarge = true;
2951                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2952                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2953
2954                 if (!ret)
2955                         break;
2956
2957                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2958
2959                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2960                 /* Usage is reduced ? */
2961                 if (curusage >= oldusage)
2962                         retry_count--;
2963                 else
2964                         oldusage = curusage;
2965         } while (retry_count);
2966
2967         if (!ret && enlarge)
2968                 memcg_oom_recover(memcg);
2969
2970         return ret;
2971 }
2972
2973 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2974                                          unsigned long limit)
2975 {
2976         unsigned long curusage;
2977         unsigned long oldusage;
2978         bool enlarge = false;
2979         int retry_count;
2980         int ret;
2981
2982         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2983         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2984                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2985
2986         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2987
2988         do {
2989                 if (signal_pending(current)) {
2990                         ret = -EINTR;
2991                         break;
2992                 }
2993
2994                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2995                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2996                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2997                         ret = -EINVAL;
2998                         break;
2999                 }
3000                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3001                         enlarge = true;
3002                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3003                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3004
3005                 if (!ret)
3006                         break;
3007
3008                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3009
3010                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3011                 /* Usage is reduced ? */
3012                 if (curusage >= oldusage)
3013                         retry_count--;
3014                 else
3015                         oldusage = curusage;
3016         } while (retry_count);
3017
3018         if (!ret && enlarge)
3019                 memcg_oom_recover(memcg);
3020
3021         return ret;
3022 }
3023
3024 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3025                                             gfp_t gfp_mask,
3026                                             unsigned long *total_scanned)
3027 {
3028         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3029         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3030         unsigned long reclaimed;
3031         int loop = 0;
3032         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3033         unsigned long excess;
3034         unsigned long nr_scanned;
3035
3036         if (order > 0)
3037                 return 0;
3038
3039         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3040         /*
3041          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3042          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3043          * pressure
3044          */
3045         do {
3046                 if (next_mz)
3047                         mz = next_mz;
3048                 else
3049                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3050                 if (!mz)
3051                         break;
3052
3053                 nr_scanned = 0;
3054                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3055                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3056                 nr_reclaimed += reclaimed;
3057                 *total_scanned += nr_scanned;
3058                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3059                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3060
3061                 /*
3062                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3063                  * it is time to move on to the next cgroup
3064                  */
3065                 next_mz = NULL;
3066                 if (!reclaimed)
3067                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3068
3069                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3070                 /*
3071                  * One school of thought says that we should not add
3072                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3073                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3074                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3075                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3076                  * term TODO.
3077                  */
3078                 /* If excess == 0, no tree ops */
3079                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3080                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3081                 css_put(&mz->memcg->css);
3082                 loop++;
3083                 /*
3084                  * Could not reclaim anything and there are no more
3085                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3086                  * reclaiming anything.
3087                  */
3088                 if (!nr_reclaimed &&
3089                         (next_mz == NULL ||
3090                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3091                         break;
3092         } while (!nr_reclaimed);
3093         if (next_mz)
3094                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3095         return nr_reclaimed;
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3100  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3101  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3102  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3103  */
3104 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3105 {
3106         bool ret;
3107
3108         /*
3109          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3110          * it prevents a new child from being initialized based on this
3111          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3112          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3113          */
3114         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3115
3116         rcu_read_lock();
3117         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3118         rcu_read_unlock();
3119         return ret;
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3124  * the rest to the parent.
3125  *
3126  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3127  */
3128 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3129 {
3130         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3131
3132         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3133         lru_add_drain_all();
3134         /* try to free all pages in this cgroup */
3135         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3136                 int progress;
3137
3138                 if (signal_pending(current))
3139                         return -EINTR;
3140
3141                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3142                                                         GFP_KERNEL, true);
3143                 if (!progress) {
3144                         nr_retries--;
3145                         /* maybe some writeback is necessary */
3146                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3147                 }
3148
3149         }
3150
3151         return 0;
3152 }
3153
3154 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3155                                             char *buf, size_t nbytes,
3156                                             loff_t off)
3157 {
3158         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3159
3160         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3161                 return -EINVAL;
3162         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3163 }
3164
3165 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3166                                      struct cftype *cft)
3167 {
3168         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3169 }
3170
3171 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3172                                       struct cftype *cft, u64 val)
3173 {
3174         int retval = 0;
3175         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3176         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3177
3178         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3179
3180         if (memcg->use_hierarchy == val)
3181                 goto out;
3182
3183         /*
3184          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3185          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3186          * occur, provided the current cgroup has no children.
3187          *
3188          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3189          * set if there are no children.
3190          */
3191         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3192                                 (val == 1 || val == 0)) {
3193                 if (!memcg_has_children(memcg))
3194                         memcg->use_hierarchy = val;
3195                 else
3196                         retval = -EBUSY;
3197         } else
3198                 retval = -EINVAL;
3199
3200 out:
3201         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3202
3203         return retval;
3204 }
3205
3206 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3207                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3208 {
3209         struct mem_cgroup *iter;
3210         long val = 0;
3211
3212         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3213         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3214                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3215
3216         if (val < 0) /* race ? */
3217                 val = 0;
3218         return val;
3219 }
3220
3221 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3222 {
3223         u64 val;
3224
3225         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3226                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3227                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3228                 if (swap)
3229                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3230         } else {
3231                 if (!swap)
3232                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3233                 else
3234                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3235         }
3236         return val << PAGE_SHIFT;
3237 }
3238
3239 enum {
3240         RES_USAGE,
3241         RES_LIMIT,
3242         RES_MAX_USAGE,
3243         RES_FAILCNT,
3244         RES_SOFT_LIMIT,
3245 };
3246
3247 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3248                                struct cftype *cft)
3249 {
3250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3251         struct page_counter *counter;
3252
3253         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3254         case _MEM:
3255                 counter = &memcg->memory;
3256                 break;
3257         case _MEMSWAP:
3258                 counter = &memcg->memsw;
3259                 break;
3260         case _KMEM:
3261                 counter = &memcg->kmem;
3262                 break;
3263         default:
3264                 BUG();
3265         }
3266
3267         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3268         case RES_USAGE:
3269                 if (counter == &memcg->memory)
3270                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3271                 if (counter == &memcg->memsw)
3272                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3273                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3274         case RES_LIMIT:
3275                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3276         case RES_MAX_USAGE:
3277                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3278         case RES_FAILCNT:
3279                 return counter->failcnt;
3280         case RES_SOFT_LIMIT:
3281                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3282         default:
3283                 BUG();
3284         }
3285 }
3286
3287 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3288 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3289                                unsigned long nr_pages)
3290 {
3291         int err = 0;
3292         int memcg_id;
3293
3294         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3295                 return 0;
3296
3297         /*
3298          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3299          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3300          * already joined.
3301          *
3302          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3303          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3304          * place, which makes the value quite meaningless.
3305          *
3306          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3307          * of course permitted.
3308          */
3309         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3310         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3311             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3312                 err = -EBUSY;
3313         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3314         if (err)
3315                 goto out;
3316
3317         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3318         if (memcg_id < 0) {
3319                 err = memcg_id;
3320                 goto out;
3321         }
3322
3323         /*
3324          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
3325          * activated yet, so this should succeed.
3326          */
3327         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3328         VM_BUG_ON(err);
3329
3330         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3331         /*
3332          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
3333          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3334          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3335          * patched.
3336          */
3337         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3338 out:
3339         return err;
3340 }
3341
3342 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3343                                    unsigned long limit)
3344 {
3345         int ret;
3346
3347         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3348         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3349                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3350         else
3351                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3352         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3353         return ret;
3354 }
3355
3356 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3357 {
3358         int ret = 0;
3359         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3360
3361         if (!parent)
3362                 return 0;
3363
3364         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3365         /*
3366          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3367          * after this point, because it has at least one child already.
3368          */
3369         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3370                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3371         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3372         return ret;
3373 }
3374 #else
3375 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3376                                    unsigned long limit)
3377 {
3378         return -EINVAL;
3379 }
3380 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3381
3382 /*
3383  * The user of this function is...
3384  * RES_LIMIT.
3385  */
3386 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3387                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3388 {
3389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3390         unsigned long nr_pages;
3391         int ret;
3392
3393         buf = strstrip(buf);
3394         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3395         if (ret)
3396                 return ret;
3397
3398         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3399         case RES_LIMIT:
3400                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3401                         ret = -EINVAL;
3402                         break;
3403                 }
3404                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3405                 case _MEM:
3406                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3407                         break;
3408                 case _MEMSWAP:
3409                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3410                         break;
3411                 case _KMEM:
3412                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3413                         break;
3414                 }
3415                 break;
3416         case RES_SOFT_LIMIT:
3417                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3418                 ret = 0;
3419                 break;
3420         }
3421         return ret ?: nbytes;
3422 }
3423
3424 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3425                                 size_t nbytes, loff_t off)
3426 {
3427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3428         struct page_counter *counter;
3429
3430         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3431         case _MEM:
3432                 counter = &memcg->memory;
3433                 break;
3434         case _MEMSWAP:
3435                 counter = &memcg->memsw;
3436                 break;
3437         case _KMEM:
3438                 counter = &memcg->kmem;
3439                 break;
3440         default:
3441                 BUG();
3442         }
3443
3444         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3445         case RES_MAX_USAGE:
3446                 page_counter_reset_watermark(counter);
3447                 break;
3448         case RES_FAILCNT:
3449                 counter->failcnt = 0;
3450                 break;
3451         default:
3452                 BUG();
3453         }
3454
3455         return nbytes;
3456 }
3457
3458 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3459                                         struct cftype *cft)
3460 {
3461         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3462 }
3463
3464 #ifdef CONFIG_MMU
3465 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3466                                         struct cftype *cft, u64 val)
3467 {
3468         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3469
3470         if (val & ~MOVE_MASK)
3471                 return -EINVAL;
3472
3473         /*
3474          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3475          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3476          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3477          * affect task migrations starting after the change.
3478          */
3479         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3480         return 0;
3481 }
3482 #else
3483 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3484                                         struct cftype *cft, u64 val)
3485 {
3486         return -ENOSYS;
3487 }
3488 #endif
3489
3490 #ifdef CONFIG_NUMA
3491 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3492 {
3493         struct numa_stat {
3494                 const char *name;
3495                 unsigned int lru_mask;
3496         };
3497
3498         static const struct numa_stat stats[] = {
3499                 { "total", LRU_ALL },
3500                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3501                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3502                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3503         };
3504         const struct numa_stat *stat;
3505         int nid;
3506         unsigned long nr;
3507         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3508
3509         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3510                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3511                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3512                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3513                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3514                                                           stat->lru_mask);
3515                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3516                 }
3517                 seq_putc(m, '\n');
3518         }
3519
3520         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3521                 struct mem_cgroup *iter;
3522
3523                 nr = 0;
3524                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3525                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3526                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3527                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3528                         nr = 0;
3529                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3530                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3531                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3532                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3533                 }
3534                 seq_putc(m, '\n');
3535         }
3536
3537         return 0;
3538 }
3539 #endif /* CONFIG_NUMA */
3540
3541 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3542 {
3543         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3544         unsigned long memory, memsw;
3545         struct mem_cgroup *mi;
3546         unsigned int i;
3547
3548         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3549                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3550         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3551                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3552         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3553
3554         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3555                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3556                         continue;
3557                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3558                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3559         }
3560
3561         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3562                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3563                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3564
3565         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3566                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3567                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3568
3569         /* Hierarchical information */
3570         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3571         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3572                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3573                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3574         }
3575         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3576                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3577         if (do_swap_account)
3578                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3579                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3580
3581         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3582                 long long val = 0;
3583
3584                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3585                         continue;
3586                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3587                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3588                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3589         }
3590
3591         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3592                 unsigned long long val = 0;
3593
3594                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3595                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3596                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3597                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3598         }
3599
3600         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3601                 unsigned long long val = 0;
3602
3603                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3604                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3605                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3606         }
3607
3608 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3609         {
3610                 int nid, zid;
3611                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3612                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3613                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3614                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3615
3616                 for_each_online_node(nid)
3617                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3618                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3619                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3620
3621                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3622                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3623                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3624                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3625                         }
3626                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3627                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3628                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3629                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3630         }
3631 #endif
3632
3633         return 0;
3634 }
3635
3636 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3637                                       struct cftype *cft)
3638 {
3639         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3640
3641         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3642 }
3643
3644 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3645                                        struct cftype *cft, u64 val)
3646 {
3647         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3648
3649         if (val > 100)
3650                 return -EINVAL;
3651
3652         if (css->parent)
3653                 memcg->swappiness = val;
3654         else
3655                 vm_swappiness = val;
3656
3657         return 0;
3658 }
3659
3660 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3661 {
3662         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3663         unsigned long usage;
3664         int i;
3665
3666         rcu_read_lock();
3667         if (!swap)
3668                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3669         else
3670                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3671
3672         if (!t)
3673                 goto unlock;
3674
3675         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3676
3677         /*
3678          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3679          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3680          * call of __mem_cgroup_threshold().
3681          */
3682         i = t->current_threshold;
3683
3684         /*
3685          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3686          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3687          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3688          * only one element of the array here.
3689          */
3690         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3691                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3692
3693         /* i = current_threshold + 1 */
3694         i++;
3695
3696         /*
3697          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3698          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3699          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3700          * only one element of the array here.
3701          */
3702         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3703                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3704
3705         /* Update current_threshold */
3706         t->current_threshold = i - 1;
3707 unlock:
3708         rcu_read_unlock();
3709 }
3710
3711 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3712 {
3713         while (memcg) {
3714                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3715                 if (do_swap_account)
3716                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3717
3718                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3719         }
3720 }
3721
3722 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3723 {
3724         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3725         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3726
3727         if (_a->threshold > _b->threshold)
3728                 return 1;
3729
3730         if (_a->threshold < _b->threshold)
3731                 return -1;
3732
3733         return 0;
3734 }
3735
3736 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3737 {
3738         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3739
3740         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3741
3742         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3743                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3744
3745         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3746         return 0;
3747 }
3748
3749 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3750 {
3751         struct mem_cgroup *iter;
3752
3753         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3754                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3755 }
3756
3757 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3758         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3759 {
3760         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3761         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3762         unsigned long threshold;
3763         unsigned long usage;
3764         int i, size, ret;
3765
3766         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3767         if (ret)
3768                 return ret;
3769
3770         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3771
3772         if (type == _MEM) {
3773                 thresholds = &memcg->thresholds;
3774                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3775         } else if (type == _MEMSWAP) {
3776                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3777                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3778         } else
3779                 BUG();
3780
3781         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3782         if (thresholds->primary)
3783                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3784
3785         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3786
3787         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3788         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3789                         GFP_KERNEL);
3790         if (!new) {
3791                 ret = -ENOMEM;
3792                 goto unlock;
3793         }
3794         new->size = size;
3795
3796         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3797         if (thresholds->primary) {
3798                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3799                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3800         }
3801
3802         /* Add new threshold */
3803         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3804         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3805
3806         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3807         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3808                         compare_thresholds, NULL);
3809
3810         /* Find current threshold */
3811         new->current_threshold = -1;
3812         for (i = 0; i < size; i++) {
3813                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3814                         /*
3815                          * new->current_threshold will not be used until
3816                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3817                          * it here.
3818                          */
3819                         ++new->current_threshold;
3820                 } else
3821                         break;
3822         }
3823
3824         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3825         kfree(thresholds->spare);
3826         thresholds->spare = thresholds->primary;
3827
3828         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3829
3830         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3831         synchronize_rcu();
3832
3833 unlock:
3834         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3835
3836         return ret;
3837 }
3838
3839 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3840         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3841 {
3842         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3843 }
3844
3845 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3846         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3847 {
3848         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3849 }
3850
3851 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3852         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3853 {
3854         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3855         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3856         unsigned long usage;
3857         int i, j, size;
3858
3859         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3860
3861         if (type == _MEM) {
3862                 thresholds = &memcg->thresholds;
3863                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3864         } else if (type == _MEMSWAP) {
3865                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3866                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3867         } else
3868                 BUG();
3869
3870         if (!thresholds->primary)
3871                 goto unlock;
3872
3873         /* Check if a threshold crossed before removing */
3874         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3875
3876         /* Calculate new number of threshold */
3877         size = 0;
3878         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3879                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3880                         size++;
3881         }
3882
3883         new = thresholds->spare;
3884
3885         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3886         if (!size) {
3887                 kfree(new);
3888                 new = NULL;
3889                 goto swap_buffers;
3890         }
3891
3892         new->size = size;
3893
3894         /* Copy thresholds and find current threshold */
3895         new->current_threshold = -1;
3896         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3897                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3898                         continue;
3899
3900                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3901                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3902                         /*
3903                          * new->current_threshold will not be used
3904                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3905                          * it here.
3906                          */
3907                         ++new->current_threshold;
3908                 }
3909                 j++;
3910         }
3911
3912 swap_buffers:
3913         /* Swap primary and spare array */
3914         thresholds->spare = thresholds->primary;
3915         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3916         if (!new) {
3917                 kfree(thresholds->spare);
3918                 thresholds->spare = NULL;
3919         }
3920
3921         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3922
3923         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3924         synchronize_rcu();
3925 unlock:
3926         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3927 }
3928
3929 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3930         struct eventfd_ctx *eventfd)
3931 {
3932         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3933 }
3934
3935 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3936         struct eventfd_ctx *eventfd)
3937 {
3938         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3939 }
3940
3941 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3942         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3943 {
3944         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3945
3946         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3947         if (!event)
3948                 return -ENOMEM;
3949
3950         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3951
3952         event->eventfd = eventfd;
3953         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3954
3955         /* already in OOM ? */
3956         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
3957                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3958         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3959
3960         return 0;
3961 }
3962
3963 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3964         struct eventfd_ctx *eventfd)
3965 {
3966         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3967
3968         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3969
3970         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3971                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3972                         list_del(&ev->list);
3973                         kfree(ev);
3974                 }
3975         }
3976
3977         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3978 }
3979
3980 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3983
3984         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3985         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
3986         return 0;
3987 }
3988
3989 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3990         struct cftype *cft, u64 val)
3991 {
3992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3993
3994         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3995         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3996                 return -EINVAL;
3997
3998         memcg->oom_kill_disable = val;
3999         if (!val)
4000                 memcg_oom_recover(memcg);
4001
4002         return 0;
4003 }
4004
4005 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4006 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4007 {
4008         int ret;
4009
4010         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4011         if (ret)
4012                 return ret;
4013
4014         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4015 }
4016
4017 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4018 {
4019         memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
4020         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4021 }
4022 #else
4023 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4024 {
4025         return 0;
4026 }
4027
4028 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4029 {
4030 }
4031 #endif
4032
4033 /*
4034  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4035  *
4036  * "cgroup.event_control" implementation.
4037  *
4038  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4039  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4040  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4041  *
4042  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4043  * possible.
4044  */
4045
4046 /*
4047  * Unregister event and free resources.
4048  *
4049  * Gets called from workqueue.
4050  */
4051 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4052 {
4053         struct mem_cgroup_event *event =
4054                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4055         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4056
4057         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4058
4059         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4060
4061         /* Notify userspace the event is going away. */
4062         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4063
4064         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4065         kfree(event);
4066         css_put(&memcg->css);
4067 }
4068
4069 /*
4070  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4071  *
4072  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4073  */
4074 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4075                             int sync, void *key)
4076 {
4077         struct mem_cgroup_event *event =
4078                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4079         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4080         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4081
4082         if (flags & POLLHUP) {
4083                 /*
4084                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4085                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4086                  * for us.
4087                  *
4088                  * We can't race against event freeing since the other
4089                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4090                  * which we hold.
4091                  */
4092                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4093                 if (!list_empty(&event->list)) {
4094                         list_del_init(&event->list);
4095                         /*
4096                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4097                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4098                          */
4099                         schedule_work(&event->remove);
4100                 }
4101                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4102         }
4103
4104         return 0;
4105 }
4106
4107 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4108                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4109 {
4110         struct mem_cgroup_event *event =
4111                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4112
4113         event->wqh = wqh;
4114         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4115 }
4116
4117 /*
4118  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4119  *
4120  * Parse input and register new cgroup event handler.
4121  *
4122  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4123  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4124  */
4125 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4126                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4127 {
4128         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4129         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4130         struct mem_cgroup_event *event;
4131         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4132         unsigned int efd, cfd;
4133         struct fd efile;
4134         struct fd cfile;
4135         const char *name;
4136         char *endp;
4137         int ret;
4138
4139         buf = strstrip(buf);
4140
4141         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4142         if (*endp != ' ')
4143                 return -EINVAL;
4144         buf = endp + 1;
4145
4146         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4147         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4148                 return -EINVAL;
4149         buf = endp + 1;
4150
4151         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4152         if (!event)
4153                 return -ENOMEM;
4154
4155         event->memcg = memcg;
4156         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4157         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4158         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4159         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4160
4161         efile = fdget(efd);
4162         if (!efile.file) {
4163                 ret = -EBADF;
4164                 goto out_kfree;
4165         }
4166
4167         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4168         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4169                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4170                 goto out_put_efile;
4171         }
4172
4173         cfile = fdget(cfd);
4174         if (!cfile.file) {
4175                 ret = -EBADF;
4176                 goto out_put_eventfd;
4177         }
4178
4179         /* the process need read permission on control file */
4180         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4181         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4182         if (ret < 0)
4183                 goto out_put_cfile;
4184
4185         /*
4186          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4187          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4188          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4189          * is for compatibility anyway.
4190          *
4191          * DO NOT ADD NEW FILES.
4192          */
4193         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4194
4195         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4196                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4197                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4198         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4199                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4200                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4201         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4202                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4203                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4204         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4205                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4206                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4207         } else {
4208                 ret = -EINVAL;
4209                 goto out_put_cfile;
4210         }
4211
4212         /*
4213          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4214          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4215          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4216          */
4217         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4218                                                &memory_cgrp_subsys);
4219         ret = -EINVAL;
4220         if (IS_ERR(cfile_css))
4221                 goto out_put_cfile;
4222         if (cfile_css != css) {
4223                 css_put(cfile_css);
4224                 goto out_put_cfile;
4225         }
4226
4227         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4228         if (ret)
4229                 goto out_put_css;
4230
4231         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4232
4233         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4234         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4235         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4236
4237         fdput(cfile);
4238         fdput(efile);
4239
4240         return nbytes;
4241
4242 out_put_css:
4243         css_put(css);
4244 out_put_cfile:
4245         fdput(cfile);
4246 out_put_eventfd:
4247         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4248 out_put_efile:
4249         fdput(efile);
4250 out_kfree:
4251         kfree(event);
4252
4253         return ret;
4254 }
4255
4256 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4257         {
4258                 .name = "usage_in_bytes",
4259                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4260                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4261         },
4262         {
4263                 .name = "max_usage_in_bytes",
4264                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4265                 .write = mem_cgroup_reset,
4266                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4267         },
4268         {
4269                 .name = "limit_in_bytes",
4270                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4271                 .write = mem_cgroup_write,
4272                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4273         },
4274         {
4275                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4276                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4277                 .write = mem_cgroup_write,
4278                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4279         },
4280         {
4281                 .name = "failcnt",
4282                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4283                 .write = mem_cgroup_reset,
4284                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4285         },
4286         {
4287                 .name = "stat",
4288                 .seq_show = memcg_stat_show,
4289         },
4290         {
4291                 .name = "force_empty",
4292                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4293         },
4294         {
4295                 .name = "use_hierarchy",
4296                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4297                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4298         },
4299         {
4300                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4301                 .write = memcg_write_event_control,
4302                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4303                 .mode = S_IWUGO,
4304         },
4305         {
4306                 .name = "swappiness",
4307                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4308                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4309         },
4310         {
4311                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4312                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4313                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4314         },
4315         {
4316                 .name = "oom_control",
4317                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4318                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4319                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4320         },
4321         {
4322                 .name = "pressure_level",
4323         },
4324 #ifdef CONFIG_NUMA
4325         {
4326                 .name = "numa_stat",
4327                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4328         },
4329 #endif
4330 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4331         {
4332                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4333                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4334                 .write = mem_cgroup_write,
4335                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4336         },
4337         {
4338                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4339                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4340                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4341         },
4342         {
4343                 .name = "kmem.failcnt",
4344                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4345                 .write = mem_cgroup_reset,
4346                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4347         },
4348         {
4349                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4350                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4351                 .write = mem_cgroup_reset,
4352                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4353         },
4354 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4355         {
4356                 .name = "kmem.slabinfo",
4357                 .seq_start = slab_start,
4358                 .seq_next = slab_next,
4359                 .seq_stop = slab_stop,
4360                 .seq_show = memcg_slab_show,
4361         },
4362 #endif
4363 #endif
4364         { },    /* terminate */
4365 };
4366
4367 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4368 {
4369         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4370         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4371         int zone, tmp = node;
4372         /*
4373          * This routine is called against possible nodes.
4374          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4375          *
4376          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4377          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4378          *       function.
4379          */
4380         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4381                 tmp = -1;
4382         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4383         if (!pn)
4384                 return 1;
4385
4386         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4387                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4388                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4389                 mz->usage_in_excess = 0;
4390                 mz->on_tree = false;
4391                 mz->memcg = memcg;
4392         }
4393         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4394         return 0;
4395 }
4396
4397 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4398 {
4399         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4400 }
4401
4402 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4403 {
4404         struct mem_cgroup *memcg;
4405         size_t size;
4406
4407         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4408         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4409
4410         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4411         if (!memcg)
4412                 return NULL;
4413
4414         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4415         if (!memcg->stat)
4416                 goto out_free;
4417         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4418         return memcg;
4419
4420 out_free:
4421         kfree(memcg);
4422         return NULL;
4423 }
4424
4425 /*
4426  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4427  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4428  *
4429  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4430  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4431  * it goes down to 0.
4432  *
4433  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4434  */
4435
4436 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4437 {
4438         int node;
4439
4440         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4441
4442         for_each_node(node)
4443                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4444
4445         free_percpu(memcg->stat);
4446
4447         disarm_static_keys(memcg);
4448         kfree(memcg);
4449 }
4450
4451 /*
4452  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4453  */
4454 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4455 {
4456         if (!memcg->memory.parent)
4457                 return NULL;
4458         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4459 }
4460 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4461
4462 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4463 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4464 {
4465         struct mem_cgroup *memcg;
4466         long error = -ENOMEM;
4467         int node;
4468
4469         memcg = mem_cgroup_alloc();
4470         if (!memcg)
4471                 return ERR_PTR(error);
4472
4473         for_each_node(node)
4474                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4475                         goto free_out;
4476
4477         /* root ? */
4478         if (parent_css == NULL) {
4479                 root_mem_cgroup = memcg;
4480                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4481                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4482                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4483                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4484                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4485         }
4486
4487         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4488         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4489         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4490         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4491         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4492         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4493         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4494         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4495 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4496         memcg->kmemcg_id = -1;
4497 #endif
4498
4499         return &memcg->css;
4500
4501 free_out:
4502         __mem_cgroup_free(memcg);
4503         return ERR_PTR(error);
4504 }
4505
4506 static int
4507 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4508 {
4509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4510         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4511         int ret;
4512
4513         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4514                 return -ENOSPC;
4515
4516         if (!parent)
4517                 return 0;
4518
4519         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4520
4521         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4522         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4523         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4524
4525         if (parent->use_hierarchy) {
4526                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4527                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4528                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4529                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4530                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4531
4532                 /*
4533                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4534                  * core guarantees its existence.
4535                  */
4536         } else {
4537                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4538                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4539                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4540                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4541                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4542                 /*
4543                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4544                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4545                  * unfortunate state in our controller.
4546                  */
4547                 if (parent != root_mem_cgroup)
4548                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4549         }
4550         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4551
4552         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4553         if (ret)
4554                 return ret;
4555
4556         /*
4557          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4558          * orders reading memcg->initialized against its callers
4559          * reading the memcg members.
4560          */
4561         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4562
4563         return 0;
4564 }
4565
4566 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4567 {
4568         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4569         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4570
4571         /*
4572          * Unregister events and notify userspace.
4573          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4574          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4575          */
4576         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4577         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4578                 list_del_init(&event->list);
4579                 schedule_work(&event->remove);
4580         }
4581         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4582
4583         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4584 }
4585
4586 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4587 {
4588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4589
4590         memcg_destroy_kmem(memcg);
4591         __mem_cgroup_free(memcg);
4592 }
4593
4594 /**
4595  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4596  * @css: the target css
4597  *
4598  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4599  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4600  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4601  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4602  * made visible again.
4603  *
4604  * The current implementation only resets the essential configurations.
4605  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4606  */
4607 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4608 {
4609         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4610
4611         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4612         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4613         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4614         memcg->low = 0;
4615         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4616         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4617 }
4618
4619 #ifdef CONFIG_MMU
4620 /* Handlers for move charge at task migration. */
4621 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4622 {
4623         int ret;
4624
4625         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4626         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4627         if (!ret) {
4628                 mc.precharge += count;
4629                 return ret;
4630         }
4631         if (ret == -EINTR) {
4632                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4633                 return ret;
4634         }
4635
4636         /* Try charges one by one with reclaim */
4637         while (count--) {
4638                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4639                 /*
4640                  * In case of failure, any residual charges against
4641                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4642                  * later on.  However, cancel any charges that are
4643                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4644                  */
4645                 if (ret == -EINTR)
4646                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4647                 if (ret)
4648                         return ret;
4649                 mc.precharge++;
4650                 cond_resched();
4651         }
4652         return 0;
4653 }
4654
4655 /**
4656  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4657  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4658  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4659  * @ptent: the pte to be checked
4660  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4661  *
4662  * Returns
4663  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4664  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4665  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4666  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4667  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4668  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4669  *     in target->ent.
4670  *
4671  * Called with pte lock held.
4672  */
4673 union mc_target {
4674         struct page     *page;
4675         swp_entry_t     ent;
4676 };
4677
4678 enum mc_target_type {
4679         MC_TARGET_NONE = 0,
4680         MC_TARGET_PAGE,
4681         MC_TARGET_SWAP,
4682 };
4683
4684 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4685                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4686 {
4687         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4688
4689         if (!page || !page_mapped(page))
4690                 return NULL;
4691         if (PageAnon(page)) {
4692                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4693                         return NULL;
4694         } else {
4695                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4696                         return NULL;
4697         }
4698         if (!get_page_unless_zero(page))
4699                 return NULL;
4700
4701         return page;
4702 }
4703
4704 #ifdef CONFIG_SWAP
4705 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4706                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4707 {
4708         struct page *page = NULL;
4709         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4710
4711         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4712                 return NULL;
4713         /*
4714          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4715          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4716          */
4717         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4718         if (do_swap_account)
4719                 entry->val = ent.val;
4720
4721         return page;
4722 }
4723 #else
4724 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4725                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4726 {
4727         return NULL;
4728 }
4729 #endif
4730
4731 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4732                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4733 {
4734         struct page *page = NULL;
4735         struct address_space *mapping;
4736         pgoff_t pgoff;
4737
4738         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4739                 return NULL;
4740         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4741                 return NULL;
4742
4743         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4744         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4745
4746         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4747 #ifdef CONFIG_SWAP
4748         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4749         if (shmem_mapping(mapping)) {
4750                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4751                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4752                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4753                         if (do_swap_account)
4754                                 *entry = swp;
4755                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4756                 }
4757         } else
4758                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4759 #else
4760         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4761 #endif
4762         return page;
4763 }
4764
4765 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4766                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4767 {
4768         struct page *page = NULL;
4769         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4770         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4771
4772         if (pte_present(ptent))
4773                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4774         else if (is_swap_pte(ptent))
4775                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4776         else if (pte_none(ptent))
4777                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4778
4779         if (!page && !ent.val)
4780                 return ret;
4781         if (page) {
4782                 /*
4783                  * Do only loose check w/o serialization.
4784                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4785                  * not under LRU exclusion.
4786                  */
4787                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4788                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4789                         if (target)
4790                                 target->page = page;
4791                 }
4792                 if (!ret || !target)
4793                         put_page(page);
4794         }
4795         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4796         if (ent.val && !ret &&
4797             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4798                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4799                 if (target)
4800                         target->ent = ent;
4801         }
4802         return ret;
4803 }
4804
4805 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4806 /*
4807  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4808  * support them for now.
4809  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4810  */
4811 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4812                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4813 {
4814         struct page *page = NULL;
4815         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4816
4817         page = pmd_page(pmd);
4818         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4819         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4820                 return ret;
4821         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4822                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4823                 if (target) {
4824                         get_page(page);
4825                         target->page = page;
4826                 }
4827         }
4828         return ret;
4829 }
4830 #else
4831 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4832                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4833 {
4834         return MC_TARGET_NONE;
4835 }
4836 #endif
4837
4838 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4839                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4840                                         struct mm_walk *walk)
4841 {
4842         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4843         pte_t *pte;
4844         spinlock_t *ptl;
4845
4846         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4847                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4848                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4849                 spin_unlock(ptl);
4850                 return 0;
4851         }
4852
4853         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4854                 return 0;
4855         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4856         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4857                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4858                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4859         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4860         cond_resched();
4861
4862         return 0;
4863 }
4864
4865 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4866 {
4867         unsigned long precharge;
4868
4869         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4870                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4871                 .mm = mm,
4872         };
4873         down_read(&mm->mmap_sem);
4874         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4875         up_read(&mm->mmap_sem);
4876
4877         precharge = mc.precharge;
4878         mc.precharge = 0;
4879
4880         return precharge;
4881 }
4882
4883 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4884 {
4885         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4886
4887         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4888         mc.moving_task = current;
4889         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4890 }
4891
4892 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4893 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4894 {
4895         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4896         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4897
4898         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4899         if (mc.precharge) {
4900                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4901                 mc.precharge = 0;
4902         }
4903         /*
4904          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4905          * we must uncharge here.
4906          */
4907         if (mc.moved_charge) {
4908                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4909                 mc.moved_charge = 0;
4910         }
4911         /* we must fixup refcnts and charges */
4912         if (mc.moved_swap) {
4913                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4914                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4915                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4916
4917                 /*
4918                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4919                  * should uncharge to->memory.
4920                  */
4921                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4922                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4923
4924                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4925
4926                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4927                 mc.moved_swap = 0;
4928         }
4929         memcg_oom_recover(from);
4930         memcg_oom_recover(to);
4931         wake_up_all(&mc.waitq);
4932 }
4933
4934 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4935 {
4936         /*
4937          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4938          * task migration.
4939          */
4940         mc.moving_task = NULL;
4941         __mem_cgroup_clear_mc();
4942         spin_lock(&mc.lock);
4943         mc.from = NULL;
4944         mc.to = NULL;
4945         spin_unlock(&mc.lock);
4946 }
4947
4948 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4949                                  struct cgroup_taskset *tset)
4950 {
4951         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
4952         int ret = 0;
4953         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4954         unsigned long move_flags;
4955
4956         /*
4957          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4958          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4959          * So we need to save it, and keep it going.
4960          */
4961         move_flags = ACCESS_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4962         if (move_flags) {
4963                 struct mm_struct *mm;
4964                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
4965
4966                 VM_BUG_ON(from == memcg);
4967
4968                 mm = get_task_mm(p);
4969                 if (!mm)
4970                         return 0;
4971                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4972                 if (mm->owner == p) {
4973                         VM_BUG_ON(mc.from);
4974                         VM_BUG_ON(mc.to);
4975                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
4976                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4977                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4978
4979                         spin_lock(&mc.lock);
4980                         mc.from = from;
4981                         mc.to = memcg;
4982                         mc.flags = move_flags;
4983                         spin_unlock(&mc.lock);
4984                         /* We set mc.moving_task later */
4985
4986                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4987                         if (ret)
4988                                 mem_cgroup_clear_mc();
4989                 }
4990                 mmput(mm);
4991         }
4992         return ret;
4993 }
4994
4995 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4996                                      struct cgroup_taskset *tset)
4997 {
4998         if (mc.to)
4999                 mem_cgroup_clear_mc();
5000 }
5001
5002 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5003                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5004                                 struct mm_walk *walk)
5005 {
5006         int ret = 0;
5007         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5008         pte_t *pte;
5009         spinlock_t *ptl;
5010         enum mc_target_type target_type;
5011         union mc_target target;
5012         struct page *page;
5013
5014         /*
5015          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5016          * happens because:
5017          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5018          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5019          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5020          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5021          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5022          *    part of thp split is not executed yet.
5023          */
5024         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5025                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5026                         spin_unlock(ptl);
5027                         return 0;
5028                 }
5029                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5030                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5031                         page = target.page;
5032                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5033                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5034                                                              mc.from, mc.to)) {
5035                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5036                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5037                                 }
5038                                 putback_lru_page(page);
5039                         }
5040                         put_page(page);
5041                 }
5042                 spin_unlock(ptl);
5043                 return 0;
5044         }
5045
5046         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5047                 return 0;
5048 retry:
5049         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5050         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5051                 pte_t ptent = *(pte++);
5052                 swp_entry_t ent;
5053
5054                 if (!mc.precharge)
5055                         break;
5056
5057                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5058                 case MC_TARGET_PAGE:
5059                         page = target.page;
5060                         if (isolate_lru_page(page))
5061                                 goto put;
5062                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5063                                 mc.precharge--;
5064                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5065                                 mc.moved_charge++;
5066                         }
5067                         putback_lru_page(page);
5068 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5069                         put_page(page);
5070                         break;
5071                 case MC_TARGET_SWAP:
5072                         ent = target.ent;
5073                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5074                                 mc.precharge--;
5075                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5076                                 mc.moved_swap++;
5077                         }
5078                         break;
5079                 default:
5080                         break;
5081                 }
5082         }
5083         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5084         cond_resched();
5085
5086         if (addr != end) {
5087                 /*
5088                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5089                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5090                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5091                  * phase.
5092                  */
5093                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5094                 if (!ret)
5095                         goto retry;
5096         }
5097
5098         return ret;
5099 }
5100
5101 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5102 {
5103         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5104                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5105                 .mm = mm,
5106         };
5107
5108         lru_add_drain_all();
5109         /*
5110          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5111          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5112          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5113          */
5114         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5115         synchronize_rcu();
5116 retry:
5117         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5118                 /*
5119                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5120                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5121                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5122                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5123                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5124                  */
5125                 __mem_cgroup_clear_mc();
5126                 cond_resched();
5127                 goto retry;
5128         }
5129         /*
5130          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5131          * additional charge, the page walk just aborts.
5132          */
5133         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5134         up_read(&mm->mmap_sem);
5135         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5136 }
5137
5138 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5139                                  struct cgroup_taskset *tset)
5140 {
5141         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5142         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5143
5144         if (mm) {
5145                 if (mc.to)
5146                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5147                 mmput(mm);
5148         }
5149         if (mc.to)
5150                 mem_cgroup_clear_mc();
5151 }
5152 #else   /* !CONFIG_MMU */
5153 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5154                                  struct cgroup_taskset *tset)
5155 {
5156         return 0;
5157 }
5158 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5159                                      struct cgroup_taskset *tset)
5160 {
5161 }
5162 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5163                                  struct cgroup_taskset *tset)
5164 {
5165 }
5166 #endif
5167
5168 /*
5169  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5170  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5171  * attempt.
5172  */
5173 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5174 {
5175         /*
5176          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5177          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5178          * on for the root memcg is enough.
5179          */
5180         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5181                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5182 }
5183
5184 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5185                                struct cftype *cft)
5186 {
5187         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5188 }
5189
5190 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5191 {
5192         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5193         unsigned long low = ACCESS_ONCE(memcg->low);
5194
5195         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5196                 seq_puts(m, "infinity\n");
5197         else
5198                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5199
5200         return 0;
5201 }
5202
5203 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5204                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5205 {
5206         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5207         unsigned long low;
5208         int err;
5209
5210         buf = strstrip(buf);
5211         err = page_counter_memparse(buf, "infinity", &low);
5212         if (err)
5213                 return err;
5214
5215         memcg->low = low;
5216
5217         return nbytes;
5218 }
5219
5220 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5221 {
5222         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5223         unsigned long high = ACCESS_ONCE(memcg->high);
5224
5225         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5226                 seq_puts(m, "infinity\n");
5227         else
5228                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5229
5230         return 0;
5231 }
5232
5233 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5234                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5235 {
5236         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5237         unsigned long high;
5238         int err;
5239
5240         buf = strstrip(buf);
5241         err = page_counter_memparse(buf, "infinity", &high);
5242         if (err)
5243                 return err;
5244
5245         memcg->high = high;
5246
5247         return nbytes;
5248 }
5249
5250 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5251 {
5252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5253         unsigned long max = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
5254
5255         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5256                 seq_puts(m, "infinity\n");
5257         else
5258                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5259
5260         return 0;
5261 }
5262
5263 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5264                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5265 {
5266         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5267         unsigned long max;
5268         int err;
5269
5270         buf = strstrip(buf);
5271         err = page_counter_memparse(buf, "infinity", &max);
5272         if (err)
5273                 return err;
5274
5275         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5276         if (err)
5277                 return err;
5278
5279         return nbytes;
5280 }
5281
5282 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5283 {
5284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5285
5286         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5287         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5288         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5289         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5290
5291         return 0;
5292 }
5293
5294 static struct cftype memory_files[] = {
5295         {
5296                 .name = "current",
5297                 .read_u64 = memory_current_read,
5298         },
5299         {
5300                 .name = "low",
5301                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5302                 .seq_show = memory_low_show,
5303                 .write = memory_low_write,
5304         },
5305         {
5306                 .name = "high",
5307                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5308                 .seq_show = memory_high_show,
5309                 .write = memory_high_write,
5310         },
5311         {
5312                 .name = "max",
5313                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5314                 .seq_show = memory_max_show,
5315                 .write = memory_max_write,
5316         },
5317         {
5318                 .name = "events",
5319                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5320                 .seq_show = memory_events_show,
5321         },
5322         { }     /* terminate */
5323 };
5324
5325 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5326         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5327         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5328         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5329         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5330         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5331         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5332         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5333         .attach = mem_cgroup_move_task,
5334         .bind = mem_cgroup_bind,
5335         .dfl_cftypes = memory_files,
5336         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5337         .early_init = 0,
5338 };
5339
5340 /**
5341  * mem_cgroup_events - count memory events against a cgroup
5342  * @memcg: the memory cgroup
5343  * @idx: the event index
5344  * @nr: the number of events to account for
5345  */
5346 void mem_cgroup_events(struct mem_cgroup *memcg,
5347                        enum mem_cgroup_events_index idx,
5348                        unsigned int nr)
5349 {
5350         this_cpu_add(memcg->stat->events[idx], nr);
5351 }
5352
5353 /**
5354  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5355  * @root: the highest ancestor to consider
5356  * @memcg: the memory cgroup to check
5357  *
5358  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5359  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5360  */
5361 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5362 {
5363         if (mem_cgroup_disabled())
5364                 return false;
5365
5366         /*
5367          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5368          * it's never low when looked at directly, and it is not
5369          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5370          */
5371
5372         if (memcg == root_mem_cgroup)
5373                 return false;
5374
5375         if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->low)
5376                 return false;
5377
5378         while (memcg != root) {
5379                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5380
5381                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5382                         break;
5383
5384                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->low)
5385                         return false;
5386         }
5387         return true;
5388 }
5389
5390 /**
5391  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5392  * @page: page to charge
5393  * @mm: mm context of the victim
5394  * @gfp_mask: reclaim mode
5395  * @memcgp: charged memcg return
5396  *
5397  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5398  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5399  *
5400  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5401  * Otherwise, an error code is returned.
5402  *
5403  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5404  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5405  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5406  */
5407 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5408                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5409 {
5410         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5411         unsigned int nr_pages = 1;
5412         int ret = 0;
5413
5414         if (mem_cgroup_disabled())
5415                 goto out;
5416
5417         if (PageSwapCache(page)) {
5418                 /*
5419                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5420                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5421                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5422                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5423                  * in turn serializes uncharging.
5424                  */
5425                 if (page->mem_cgroup)
5426                         goto out;
5427         }
5428
5429         if (PageTransHuge(page)) {
5430                 nr_pages <<= compound_order(page);
5431                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5432         }
5433
5434         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5435                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5436         if (!memcg)
5437                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5438
5439         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5440
5441         css_put(&memcg->css);
5442
5443         if (ret == -EINTR) {
5444                 memcg = root_mem_cgroup;
5445                 ret = 0;
5446         }
5447 out:
5448         *memcgp = memcg;
5449         return ret;
5450 }
5451
5452 /**
5453  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5454  * @page: page to charge
5455  * @memcg: memcg to charge the page to
5456  * @lrucare: page might be on LRU already
5457  *
5458  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5459  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5460  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5461  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5462  *
5463  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5464  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5465  *
5466  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5467  */
5468 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5469                               bool lrucare)
5470 {
5471         unsigned int nr_pages = 1;
5472
5473         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5474         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5475
5476         if (mem_cgroup_disabled())
5477                 return;
5478         /*
5479          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5480          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5481          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5482          */
5483         if (!memcg)
5484                 return;
5485
5486         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5487
5488         if (PageTransHuge(page)) {
5489                 nr_pages <<= compound_order(page);
5490                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5491         }
5492
5493         local_irq_disable();
5494         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5495         memcg_check_events(memcg, page);
5496         local_irq_enable();
5497
5498         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5499                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5500                 /*
5501                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5502                  * let's not wait for it.  The page already received a
5503                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5504                  */
5505                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5506         }
5507 }
5508
5509 /**
5510  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5511  * @page: page to charge
5512  * @memcg: memcg to charge the page to
5513  *
5514  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5515  */
5516 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5517 {
5518         unsigned int nr_pages = 1;
5519
5520         if (mem_cgroup_disabled())
5521                 return;
5522         /*
5523          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5524          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5525          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5526          */
5527         if (!memcg)
5528                 return;
5529
5530         if (PageTransHuge(page)) {
5531                 nr_pages <<= compound_order(page);
5532                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5533         }
5534
5535         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5536 }
5537
5538 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5539                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5540                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5541 {
5542         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5543         unsigned long flags;
5544
5545         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5546                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5547                 if (do_swap_account)
5548                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5549                 memcg_oom_recover(memcg);
5550         }
5551
5552         local_irq_save(flags);
5553         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5554         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5555         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5556         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5557         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5558         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5559         local_irq_restore(flags);
5560
5561         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5562                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5563 }
5564
5565 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5566 {
5567         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5568         unsigned long nr_anon = 0;
5569         unsigned long nr_file = 0;
5570         unsigned long nr_huge = 0;
5571         unsigned long pgpgout = 0;
5572         struct list_head *next;
5573         struct page *page;
5574
5575         next = page_list->next;
5576         do {
5577                 unsigned int nr_pages = 1;
5578
5579                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5580                 next = page->lru.next;
5581
5582                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5583                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5584
5585                 if (!page->mem_cgroup)
5586                         continue;
5587
5588                 /*
5589                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5590                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5591                  * exclusive access to the page.
5592                  */
5593
5594                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5595                         if (memcg) {
5596                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5597                                                nr_huge, page);
5598                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5599                         }
5600                         memcg = page->mem_cgroup;
5601                 }
5602
5603                 if (PageTransHuge(page)) {
5604                         nr_pages <<= compound_order(page);
5605                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5606                         nr_huge += nr_pages;
5607                 }
5608
5609                 if (PageAnon(page))
5610                         nr_anon += nr_pages;
5611                 else
5612                         nr_file += nr_pages;
5613
5614                 page->mem_cgroup = NULL;
5615
5616                 pgpgout++;
5617         } while (next != page_list);
5618
5619         if (memcg)
5620                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5621                                nr_huge, page);
5622 }
5623
5624 /**
5625  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5626  * @page: page to uncharge
5627  *
5628  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5629  * mem_cgroup_commit_charge().
5630  */
5631 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5632 {
5633         if (mem_cgroup_disabled())
5634                 return;
5635
5636         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5637         if (!page->mem_cgroup)
5638                 return;
5639
5640         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5641         uncharge_list(&page->lru);
5642 }
5643
5644 /**
5645  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5646  * @page_list: list of pages to uncharge
5647  *
5648  * Uncharge a list of pages previously charged with
5649  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5650  */
5651 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5652 {
5653         if (mem_cgroup_disabled())
5654                 return;
5655
5656         if (!list_empty(page_list))
5657                 uncharge_list(page_list);
5658 }
5659
5660 /**
5661  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5662  * @oldpage: currently charged page
5663  * @newpage: page to transfer the charge to
5664  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5665  *
5666  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5667  *
5668  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5669  */
5670 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5671                         bool lrucare)
5672 {
5673         struct mem_cgroup *memcg;
5674         int isolated;
5675
5676         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5677         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5678         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5679         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5680         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5681         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5682                        newpage);
5683
5684         if (mem_cgroup_disabled())
5685                 return;
5686
5687         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5688         if (newpage->mem_cgroup)
5689                 return;
5690
5691         /*
5692          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5693          * charged, and migration from compaction can happen to an
5694          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5695          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5696          */
5697         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5698         if (!memcg)
5699                 return;
5700
5701         if (lrucare)
5702                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5703
5704         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5705
5706         if (lrucare)
5707                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5708
5709         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5710 }
5711
5712 /*
5713  * subsys_initcall() for memory controller.
5714  *
5715  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5716  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5717  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5718  * be initialized from here.
5719  */
5720 static int __init mem_cgroup_init(void)
5721 {
5722         int cpu, node;
5723
5724         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5725
5726         for_each_possible_cpu(cpu)
5727                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5728                           drain_local_stock);
5729
5730         for_each_node(node) {
5731                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5732                 int zone;
5733
5734                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5735                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5736
5737                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5738                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5739
5740                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5741                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5742                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5743                 }
5744                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5745         }
5746
5747         return 0;
5748 }
5749 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5750
5751 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5752 /**
5753  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5754  * @page: page whose memsw charge to transfer
5755  * @entry: swap entry to move the charge to
5756  *
5757  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5758  */
5759 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5760 {
5761         struct mem_cgroup *memcg;
5762         unsigned short oldid;
5763
5764         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5765         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5766
5767         if (!do_swap_account)
5768                 return;
5769
5770         memcg = page->mem_cgroup;
5771
5772         /* Readahead page, never charged */
5773         if (!memcg)
5774                 return;
5775
5776         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5777         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5778         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5779
5780         page->mem_cgroup = NULL;
5781
5782         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5783                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5784
5785         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5786         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5787
5788         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5789         memcg_check_events(memcg, page);
5790 }
5791
5792 /**
5793  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5794  * @entry: swap entry to uncharge
5795  *
5796  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5797  */
5798 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5799 {
5800         struct mem_cgroup *memcg;
5801         unsigned short id;
5802
5803         if (!do_swap_account)
5804                 return;
5805
5806         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5807         rcu_read_lock();
5808         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5809         if (memcg) {
5810                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5811                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5812                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5813                 css_put(&memcg->css);
5814         }
5815         rcu_read_unlock();
5816 }
5817
5818 /* for remember boot option*/
5819 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5820 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5821 #else
5822 static int really_do_swap_account __initdata;
5823 #endif
5824
5825 static int __init enable_swap_account(char *s)
5826 {
5827         if (!strcmp(s, "1"))
5828                 really_do_swap_account = 1;
5829         else if (!strcmp(s, "0"))
5830                 really_do_swap_account = 0;
5831         return 1;
5832 }
5833 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5834
5835 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5836         {
5837                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5838                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5839                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5840         },
5841         {
5842                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5843                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5844                 .write = mem_cgroup_reset,
5845                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5846         },
5847         {
5848                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5849                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5850                 .write = mem_cgroup_write,
5851                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5852         },
5853         {
5854                 .name = "memsw.failcnt",
5855                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5856                 .write = mem_cgroup_reset,
5857                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5858         },
5859         { },    /* terminate */
5860 };
5861
5862 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5863 {
5864         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5865                 do_swap_account = 1;
5866                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5867                                                   memsw_cgroup_files));
5868         }
5869         return 0;
5870 }
5871 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5872
5873 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */