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