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