]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - mm/memcontrol.c
f5de783860b87330c9326b6c0c5c45e37bd5bd62
[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  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include <net/tcp_memcontrol.h>
70 #include "slab.h"
71
72 #include <asm/uaccess.h>
73
74 #include <trace/events/vmscan.h>
75
76 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
77 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
78
79 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80
81 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "dirty",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
101         "pgpgin",
102         "pgpgout",
103         "pgfault",
104         "pgmajfault",
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
108         "inactive_anon",
109         "active_anon",
110         "inactive_file",
111         "active_file",
112         "unevictable",
113 };
114
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
118
119 /*
120  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
121  * their hierarchy representation
122  */
123
124 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
125         struct rb_root rb_root;
126         spinlock_t lock;
127 };
128
129 struct mem_cgroup_tree_per_node {
130         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
131 };
132
133 struct mem_cgroup_tree {
134         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
135 };
136
137 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
138
139 /* for OOM */
140 struct mem_cgroup_eventfd_list {
141         struct list_head list;
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143 };
144
145 /*
146  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
147  */
148 struct mem_cgroup_event {
149         /*
150          * memcg which the event belongs to.
151          */
152         struct mem_cgroup *memcg;
153         /*
154          * eventfd to signal userspace about the event.
155          */
156         struct eventfd_ctx *eventfd;
157         /*
158          * Each of these stored in a list by the cgroup.
159          */
160         struct list_head list;
161         /*
162          * register_event() callback will be used to add new userspace
163          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
164          * on eventfd to send notification to userspace.
165          */
166         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
168         /*
169          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
170          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
171          * if you want provide notification functionality.
172          */
173         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
174                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
175         /*
176          * All fields below needed to unregister event when
177          * userspace closes eventfd.
178          */
179         poll_table pt;
180         wait_queue_head_t *wqh;
181         wait_queue_t wait;
182         struct work_struct remove;
183 };
184
185 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
186 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
187
188 /* Stuffs for move charges at task migration. */
189 /*
190  * Types of charges to be moved.
191  */
192 #define MOVE_ANON       0x1U
193 #define MOVE_FILE       0x2U
194 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
195
196 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
197 static struct move_charge_struct {
198         spinlock_t        lock; /* for from, to */
199         struct mem_cgroup *from;
200         struct mem_cgroup *to;
201         unsigned long flags;
202         unsigned long precharge;
203         unsigned long moved_charge;
204         unsigned long moved_swap;
205         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
206         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
207 } mc = {
208         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
209         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
210 };
211
212 /*
213  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
214  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
215  */
216 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
217 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
218
219 enum charge_type {
220         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
223         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
224         NR_CHARGE_TYPE,
225 };
226
227 /* for encoding cft->private value on file */
228 enum res_type {
229         _MEM,
230         _MEMSWAP,
231         _OOM_TYPE,
232         _KMEM,
233 };
234
235 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
236 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
237 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
238 /* Used for OOM nofiier */
239 #define OOM_CONTROL             (0)
240
241 /*
242  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
243  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
244  * appearing has to hold it as well.
245  */
246 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
247
248 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
249 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
250 {
251         if (!memcg)
252                 memcg = root_mem_cgroup;
253         return &memcg->vmpressure;
254 }
255
256 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
257 {
258         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
259 }
260
261 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
262 {
263         return (memcg == root_mem_cgroup);
264 }
265
266 /*
267  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
268  * an unsigned short.
269  */
270 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
271
272 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
273 {
274         return memcg->css.id;
275 }
276
277 /*
278  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
279  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
280  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
281  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
282  */
283 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
284 {
285         struct cgroup_subsys_state *css;
286
287         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
288         return mem_cgroup_from_css(css);
289 }
290
291 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
292 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
293
294 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
295 {
296         struct mem_cgroup *memcg;
297         struct cg_proto *cg_proto;
298
299         BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
300
301         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
302          * filled. It won't however, necessarily happen from
303          * process context. So the test for root memcg given
304          * the current task's memcg won't help us in this case.
305          *
306          * Respecting the original socket's memcg is a better
307          * decision in this case.
308          */
309         if (sk->sk_cgrp) {
310                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
311                 css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
312                 return;
313         }
314
315         rcu_read_lock();
316         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
317         cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
318         if (cg_proto && cg_proto->active &&
319             css_tryget_online(&memcg->css)) {
320                 sk->sk_cgrp = cg_proto;
321         }
322         rcu_read_unlock();
323 }
324 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
325
326 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
327 {
328         WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
329         css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
330 }
331
332 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
333 {
334         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
335                 return NULL;
336
337         return &memcg->tcp_mem;
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
340
341 /**
342  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
343  * @proto: proto to charge
344  * @nr_pages: number of pages to charge
345  *
346  * Charges @nr_pages to @proto. Returns %true if the charge fit within
347  * @proto's configured limit, %false if the charge had to be forced.
348  */
349 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct cg_proto *proto, unsigned int nr_pages)
350 {
351         struct page_counter *counter;
352
353         if (page_counter_try_charge(&proto->memory_allocated,
354                                     nr_pages, &counter)) {
355                 proto->memory_pressure = 0;
356                 return true;
357         }
358         page_counter_charge(&proto->memory_allocated, nr_pages);
359         proto->memory_pressure = 1;
360         return false;
361 }
362
363 /**
364  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
365  * @proto - proto to uncharge
366  * @nr_pages - number of pages to uncharge
367  */
368 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct cg_proto *proto, unsigned int nr_pages)
369 {
370         page_counter_uncharge(&proto->memory_allocated, nr_pages);
371 }
372
373 #endif
374
375 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
376 /*
377  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
378  * The main reason for not using cgroup id for this:
379  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
380  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
381  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
382  *  200 entry array for that.
383  *
384  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
385  * will double each time we have to increase it.
386  */
387 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
388 int memcg_nr_cache_ids;
389
390 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
391 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
392
393 void memcg_get_cache_ids(void)
394 {
395         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
396 }
397
398 void memcg_put_cache_ids(void)
399 {
400         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
401 }
402
403 /*
404  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
405  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
406  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
407  * tunable, but that is strictly not necessary.
408  *
409  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
410  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
411  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
412  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
413  * increase ours as well if it increases.
414  */
415 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
416 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
417
418 /*
419  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
420  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
421  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
422  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
423  */
424 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
425 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
426
427 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
428
429 static struct mem_cgroup_per_zone *
430 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
431 {
432         int nid = zone_to_nid(zone);
433         int zid = zone_idx(zone);
434
435         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
436 }
437
438 /**
439  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
440  * @page: page of interest
441  *
442  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
443  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
444  * until it is released.
445  *
446  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
447  * is returned.
448  *
449  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
450  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
451  * association before @page is released even on the default hierarchy;
452  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
453  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
454  * actually true.
455  */
456 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
457 {
458         struct mem_cgroup *memcg;
459
460         rcu_read_lock();
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         rcu_read_unlock();
468         return &memcg->css;
469 }
470
471 /**
472  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
473  * @page: the page
474  *
475  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
476  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
477  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
478  *
479  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
480  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
481  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
482  * do not care (such as procfs interfaces).
483  */
484 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
485 {
486         struct mem_cgroup *memcg;
487         unsigned long ino = 0;
488
489         rcu_read_lock();
490         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
491         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
492                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
493         if (memcg)
494                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
495         rcu_read_unlock();
496         return ino;
497 }
498
499 static struct mem_cgroup_per_zone *
500 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
501 {
502         int nid = page_to_nid(page);
503         int zid = page_zonenum(page);
504
505         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
506 }
507
508 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
509 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
510 {
511         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
512 }
513
514 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
515 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
516 {
517         int nid = page_to_nid(page);
518         int zid = page_zonenum(page);
519
520         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
530
531         if (mz->on_tree)
532                 return;
533
534         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
535         if (!mz->usage_in_excess)
536                 return;
537         while (*p) {
538                 parent = *p;
539                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
540                                         tree_node);
541                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
542                         p = &(*p)->rb_left;
543                 /*
544                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
545                  * limit by the same amount
546                  */
547                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
548                         p = &(*p)->rb_right;
549         }
550         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
551         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
552         mz->on_tree = true;
553 }
554
555 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
556                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
557 {
558         if (!mz->on_tree)
559                 return;
560         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
561         mz->on_tree = false;
562 }
563
564 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
565                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
566 {
567         unsigned long flags;
568
569         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
571         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
572 }
573
574 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
575 {
576         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
577         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
578         unsigned long excess = 0;
579
580         if (nr_pages > soft_limit)
581                 excess = nr_pages - soft_limit;
582
583         return excess;
584 }
585
586 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
587 {
588         unsigned long excess;
589         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
590         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
591
592         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
593         /*
594          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
595          * because their event counter is not touched.
596          */
597         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
598                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
599                 excess = soft_limit_excess(memcg);
600                 /*
601                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
602                  * mem is over its softlimit.
603                  */
604                 if (excess || mz->on_tree) {
605                         unsigned long flags;
606
607                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
608                         /* if on-tree, remove it */
609                         if (mz->on_tree)
610                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
611                         /*
612                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
613                          * If excess is 0, no tree ops.
614                          */
615                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
616                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
617                 }
618         }
619 }
620
621 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
622 {
623         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
624         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
625         int nid, zid;
626
627         for_each_node(nid) {
628                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
629                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
630                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
631                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
632                 }
633         }
634 }
635
636 static struct mem_cgroup_per_zone *
637 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
638 {
639         struct rb_node *rightmost = NULL;
640         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
641
642 retry:
643         mz = NULL;
644         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
645         if (!rightmost)
646                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
647
648         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
649         /*
650          * Remove the node now but someone else can add it back,
651          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
652          * position in the tree.
653          */
654         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
655         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
656             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
657                 goto retry;
658 done:
659         return mz;
660 }
661
662 static struct mem_cgroup_per_zone *
663 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
664 {
665         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
666
667         spin_lock_irq(&mctz->lock);
668         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
669         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
670         return mz;
671 }
672
673 /*
674  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
675  *
676  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
677  *
678  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
679  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
680  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
681  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
682  *
683  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
684  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
685  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
686  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
687  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
688  *
689  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
690  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
691  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
692  * implemented.
693  */
694 static unsigned long
695 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
696 {
697         long val = 0;
698         int cpu;
699
700         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
701         for_each_possible_cpu(cpu)
702                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
703         /*
704          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
705          * transient negative values.
706          */
707         if (val < 0)
708                 val = 0;
709         return val;
710 }
711
712 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
713                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
714 {
715         unsigned long val = 0;
716         int cpu;
717
718         for_each_possible_cpu(cpu)
719                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
720         return val;
721 }
722
723 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
724                                          struct page *page,
725                                          int nr_pages)
726 {
727         /*
728          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
729          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
730          */
731         if (PageAnon(page))
732                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
733                                 nr_pages);
734         else
735                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
736                                 nr_pages);
737
738         if (PageTransHuge(page))
739                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
740                                 nr_pages);
741
742         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
743         if (nr_pages > 0)
744                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
745         else {
746                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
747                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
748         }
749
750         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
751 }
752
753 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
754                                                   int nid,
755                                                   unsigned int lru_mask)
756 {
757         unsigned long nr = 0;
758         int zid;
759
760         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
761
762         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
763                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
764                 enum lru_list lru;
765
766                 for_each_lru(lru) {
767                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
768                                 continue;
769                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
770                         nr += mz->lru_size[lru];
771                 }
772         }
773         return nr;
774 }
775
776 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
777                         unsigned int lru_mask)
778 {
779         unsigned long nr = 0;
780         int nid;
781
782         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
783                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
784         return nr;
785 }
786
787 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
788                                        enum mem_cgroup_events_target target)
789 {
790         unsigned long val, next;
791
792         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
793         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
794         /* from time_after() in jiffies.h */
795         if ((long)next - (long)val < 0) {
796                 switch (target) {
797                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
798                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
799                         break;
800                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
801                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
802                         break;
803                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
804                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
805                         break;
806                 default:
807                         break;
808                 }
809                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
810                 return true;
811         }
812         return false;
813 }
814
815 /*
816  * Check events in order.
817  *
818  */
819 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
820 {
821         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
822         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
823                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
824                 bool do_softlimit;
825                 bool do_numainfo __maybe_unused;
826
827                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
828                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
829 #if MAX_NUMNODES > 1
830                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
831                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
832 #endif
833                 mem_cgroup_threshold(memcg);
834                 if (unlikely(do_softlimit))
835                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
836 #if MAX_NUMNODES > 1
837                 if (unlikely(do_numainfo))
838                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
839 #endif
840         }
841 }
842
843 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
844 {
845         /*
846          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
847          * if it races with swapoff, page migration, etc.
848          * So this can be called with p == NULL.
849          */
850         if (unlikely(!p))
851                 return NULL;
852
853         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
854 }
855 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
856
857 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
858 {
859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
860
861         rcu_read_lock();
862         do {
863                 /*
864                  * Page cache insertions can happen withou an
865                  * actual mm context, e.g. during disk probing
866                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
867                  */
868                 if (unlikely(!mm))
869                         memcg = root_mem_cgroup;
870                 else {
871                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
872                         if (unlikely(!memcg))
873                                 memcg = root_mem_cgroup;
874                 }
875         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
876         rcu_read_unlock();
877         return memcg;
878 }
879
880 /**
881  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
882  * @root: hierarchy root
883  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
884  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
885  *
886  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
887  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
888  *
889  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
890  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
891  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
892  *
893  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
894  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
895  * reclaimers operating on the same zone and priority.
896  */
897 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
898                                    struct mem_cgroup *prev,
899                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
900 {
901         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
902         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
903         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
904         struct mem_cgroup *pos = NULL;
905
906         if (mem_cgroup_disabled())
907                 return NULL;
908
909         if (!root)
910                 root = root_mem_cgroup;
911
912         if (prev && !reclaim)
913                 pos = prev;
914
915         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
916                 if (prev)
917                         goto out;
918                 return root;
919         }
920
921         rcu_read_lock();
922
923         if (reclaim) {
924                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
925
926                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
927                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
928
929                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
930                         goto out_unlock;
931
932                 while (1) {
933                         pos = READ_ONCE(iter->position);
934                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
935                                 break;
936                         /*
937                          * css reference reached zero, so iter->position will
938                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
939                          * rely on this happening soon, because ->css_released
940                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
941                          * might block it. So we clear iter->position right
942                          * away.
943                          */
944                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
945                 }
946         }
947
948         if (pos)
949                 css = &pos->css;
950
951         for (;;) {
952                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
953                 if (!css) {
954                         /*
955                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
956                          * new one might jump in right at the end of
957                          * the hierarchy - make sure they see at least
958                          * one group and restart from the beginning.
959                          */
960                         if (!prev)
961                                 continue;
962                         break;
963                 }
964
965                 /*
966                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
967                  * is provided by the caller, so we know it's alive
968                  * and kicking, and don't take an extra reference.
969                  */
970                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
971
972                 if (css == &root->css)
973                         break;
974
975                 if (css_tryget(css)) {
976                         /*
977                          * Make sure the memcg is initialized:
978                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
979                          * initialization against setting the flag.
980                          */
981                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
982                                 break;
983
984                         css_put(css);
985                 }
986
987                 memcg = NULL;
988         }
989
990         if (reclaim) {
991                 /*
992                  * The position could have already been updated by a competing
993                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
994                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
995                  */
996                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
997
998                 if (pos)
999                         css_put(&pos->css);
1000
1001                 if (!memcg)
1002                         iter->generation++;
1003                 else if (!prev)
1004                         reclaim->generation = iter->generation;
1005         }
1006
1007 out_unlock:
1008         rcu_read_unlock();
1009 out:
1010         if (prev && prev != root)
1011                 css_put(&prev->css);
1012
1013         return memcg;
1014 }
1015
1016 /**
1017  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1018  * @root: hierarchy root
1019  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1020  */
1021 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1022                            struct mem_cgroup *prev)
1023 {
1024         if (!root)
1025                 root = root_mem_cgroup;
1026         if (prev && prev != root)
1027                 css_put(&prev->css);
1028 }
1029
1030 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1031 {
1032         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1033         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1034         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1035         int nid, zid;
1036         int i;
1037
1038         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1039                 for_each_node(nid) {
1040                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1041                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1042                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1043                                         iter = &mz->iter[i];
1044                                         cmpxchg(&iter->position,
1045                                                 dead_memcg, NULL);
1046                                 }
1047                         }
1048                 }
1049         }
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1054  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1055  * be used for reference counting.
1056  */
1057 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1058         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1059              iter != NULL;                              \
1060              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1061
1062 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1063         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1064              iter != NULL;                              \
1065              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1066
1067 /**
1068  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1069  * @zone: zone of the wanted lruvec
1070  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1071  *
1072  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1073  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1074  * is disabled.
1075  */
1076 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1077                                       struct mem_cgroup *memcg)
1078 {
1079         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1080         struct lruvec *lruvec;
1081
1082         if (mem_cgroup_disabled()) {
1083                 lruvec = &zone->lruvec;
1084                 goto out;
1085         }
1086
1087         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1088         lruvec = &mz->lruvec;
1089 out:
1090         /*
1091          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1092          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1093          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1094          */
1095         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1096                 lruvec->zone = zone;
1097         return lruvec;
1098 }
1099
1100 /**
1101  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1102  * @page: the page
1103  * @zone: zone of the page
1104  *
1105  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1106  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1107  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1108  */
1109 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1110 {
1111         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1112         struct mem_cgroup *memcg;
1113         struct lruvec *lruvec;
1114
1115         if (mem_cgroup_disabled()) {
1116                 lruvec = &zone->lruvec;
1117                 goto out;
1118         }
1119
1120         memcg = page->mem_cgroup;
1121         /*
1122          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1123          * possibly migrated - before they are charged.
1124          */
1125         if (!memcg)
1126                 memcg = root_mem_cgroup;
1127
1128         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1129         lruvec = &mz->lruvec;
1130 out:
1131         /*
1132          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1133          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1134          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1135          */
1136         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1137                 lruvec->zone = zone;
1138         return lruvec;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1143  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1144  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1145  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1146  *
1147  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1148  * lru list.
1149  */
1150 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1151                                 int nr_pages)
1152 {
1153         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1154         unsigned long *lru_size;
1155
1156         if (mem_cgroup_disabled())
1157                 return;
1158
1159         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1160         lru_size = mz->lru_size + lru;
1161         *lru_size += nr_pages;
1162         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1163 }
1164
1165 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1166 {
1167         struct mem_cgroup *task_memcg;
1168         struct task_struct *p;
1169         bool ret;
1170
1171         p = find_lock_task_mm(task);
1172         if (p) {
1173                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1174                 task_unlock(p);
1175         } else {
1176                 /*
1177                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1178                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1179                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1180                  */
1181                 rcu_read_lock();
1182                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1183                 css_get(&task_memcg->css);
1184                 rcu_read_unlock();
1185         }
1186         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1187         css_put(&task_memcg->css);
1188         return ret;
1189 }
1190
1191 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1192         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1193
1194 /**
1195  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1196  * @memcg: the memory cgroup
1197  *
1198  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1199  * pages.
1200  */
1201 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1202 {
1203         unsigned long margin = 0;
1204         unsigned long count;
1205         unsigned long limit;
1206
1207         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1208         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1209         if (count < limit)
1210                 margin = limit - count;
1211
1212         if (do_swap_account) {
1213                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1214                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1215                 if (count <= limit)
1216                         margin = min(margin, limit - count);
1217         }
1218
1219         return margin;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1224  *
1225  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1226  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1227  * caused by "move".
1228  */
1229 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1230 {
1231         struct mem_cgroup *from;
1232         struct mem_cgroup *to;
1233         bool ret = false;
1234         /*
1235          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1236          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1237          */
1238         spin_lock(&mc.lock);
1239         from = mc.from;
1240         to = mc.to;
1241         if (!from)
1242                 goto unlock;
1243
1244         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1245                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1246 unlock:
1247         spin_unlock(&mc.lock);
1248         return ret;
1249 }
1250
1251 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1252 {
1253         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1254                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1255                         DEFINE_WAIT(wait);
1256                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1257                         /* moving charge context might have finished. */
1258                         if (mc.moving_task)
1259                                 schedule();
1260                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1261                         return true;
1262                 }
1263         }
1264         return false;
1265 }
1266
1267 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1268 /**
1269  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1270  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1271  * @p: Task that is going to be killed
1272  *
1273  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1274  * enabled
1275  */
1276 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1277 {
1278         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1279         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1280         struct mem_cgroup *iter;
1281         unsigned int i;
1282
1283         mutex_lock(&oom_info_lock);
1284         rcu_read_lock();
1285
1286         if (p) {
1287                 pr_info("Task in ");
1288                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1289                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1290         } else {
1291                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1292         }
1293
1294         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1295         pr_cont("\n");
1296
1297         rcu_read_unlock();
1298
1299         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1300                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1301                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1302         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1303                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1304                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1305         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1306                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1307                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1308
1309         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1310                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1311                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1312                 pr_cont(":");
1313
1314                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1315                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1316                                 continue;
1317                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1318                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1319                 }
1320
1321                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1322                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1323                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1324
1325                 pr_cont("\n");
1326         }
1327         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1332  * 1(self count) if no children.
1333  */
1334 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1335 {
1336         int num = 0;
1337         struct mem_cgroup *iter;
1338
1339         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1340                 num++;
1341         return num;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1346  */
1347 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         unsigned long limit;
1350
1351         limit = memcg->memory.limit;
1352         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1353                 unsigned long memsw_limit;
1354
1355                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1356                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1357         }
1358         return limit;
1359 }
1360
1361 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1362                                      int order)
1363 {
1364         struct oom_control oc = {
1365                 .zonelist = NULL,
1366                 .nodemask = NULL,
1367                 .gfp_mask = gfp_mask,
1368                 .order = order,
1369         };
1370         struct mem_cgroup *iter;
1371         unsigned long chosen_points = 0;
1372         unsigned long totalpages;
1373         unsigned int points = 0;
1374         struct task_struct *chosen = NULL;
1375
1376         mutex_lock(&oom_lock);
1377
1378         /*
1379          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1380          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1381          * quickly exit and free its memory.
1382          */
1383         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1384                 mark_oom_victim(current);
1385                 goto unlock;
1386         }
1387
1388         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1389         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1390         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1391                 struct css_task_iter it;
1392                 struct task_struct *task;
1393
1394                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1395                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1396                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1397                         case OOM_SCAN_SELECT:
1398                                 if (chosen)
1399                                         put_task_struct(chosen);
1400                                 chosen = task;
1401                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1402                                 get_task_struct(chosen);
1403                                 /* fall through */
1404                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1405                                 continue;
1406                         case OOM_SCAN_ABORT:
1407                                 css_task_iter_end(&it);
1408                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1409                                 if (chosen)
1410                                         put_task_struct(chosen);
1411                                 goto unlock;
1412                         case OOM_SCAN_OK:
1413                                 break;
1414                         };
1415                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1416                         if (!points || points < chosen_points)
1417                                 continue;
1418                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1419                         if (points == chosen_points &&
1420                             thread_group_leader(chosen))
1421                                 continue;
1422
1423                         if (chosen)
1424                                 put_task_struct(chosen);
1425                         chosen = task;
1426                         chosen_points = points;
1427                         get_task_struct(chosen);
1428                 }
1429                 css_task_iter_end(&it);
1430         }
1431
1432         if (chosen) {
1433                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1434                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1435                                  "Memory cgroup out of memory");
1436         }
1437 unlock:
1438         mutex_unlock(&oom_lock);
1439 }
1440
1441 #if MAX_NUMNODES > 1
1442
1443 /**
1444  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1445  * @memcg: the target memcg
1446  * @nid: the node ID to be checked.
1447  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1448  *
1449  * This function returns whether the specified memcg contains any
1450  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1451  * pages in the node.
1452  */
1453 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1454                 int nid, bool noswap)
1455 {
1456         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1457                 return true;
1458         if (noswap || !total_swap_pages)
1459                 return false;
1460         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1461                 return true;
1462         return false;
1463
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1468  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1469  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1470  *
1471  */
1472 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         int nid;
1475         /*
1476          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1477          * pagein/pageout changes since the last update.
1478          */
1479         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1480                 return;
1481         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1482                 return;
1483
1484         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1485         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1486
1487         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1488
1489                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1490                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1491         }
1492
1493         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1494         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1499  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1500  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1501  *
1502  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1503  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1504  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1505  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1506  *
1507  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1508  */
1509 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         int node;
1512
1513         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1514         node = memcg->last_scanned_node;
1515
1516         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1517         if (node == MAX_NUMNODES)
1518                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1519         /*
1520          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1521          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1522          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1523          * we use curret node.
1524          */
1525         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1526                 node = numa_node_id();
1527
1528         memcg->last_scanned_node = node;
1529         return node;
1530 }
1531 #else
1532 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1533 {
1534         return 0;
1535 }
1536 #endif
1537
1538 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1539                                    struct zone *zone,
1540                                    gfp_t gfp_mask,
1541                                    unsigned long *total_scanned)
1542 {
1543         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1544         int total = 0;
1545         int loop = 0;
1546         unsigned long excess;
1547         unsigned long nr_scanned;
1548         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1549                 .zone = zone,
1550                 .priority = 0,
1551         };
1552
1553         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1554
1555         while (1) {
1556                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1557                 if (!victim) {
1558                         loop++;
1559                         if (loop >= 2) {
1560                                 /*
1561                                  * If we have not been able to reclaim
1562                                  * anything, it might because there are
1563                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1564                                  */
1565                                 if (!total)
1566                                         break;
1567                                 /*
1568                                  * We want to do more targeted reclaim.
1569                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1570                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1571                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1572                                  */
1573                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1574                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1575                                         break;
1576                         }
1577                         continue;
1578                 }
1579                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1580                                                      zone, &nr_scanned);
1581                 *total_scanned += nr_scanned;
1582                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1583                         break;
1584         }
1585         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1586         return total;
1587 }
1588
1589 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1590 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1591         .name = "memcg_oom_lock",
1592 };
1593 #endif
1594
1595 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1596
1597 /*
1598  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1599  * If someone is running, return false.
1600  */
1601 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1604
1605         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1606
1607         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1608                 if (iter->oom_lock) {
1609                         /*
1610                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1611                          * so we cannot give a lock.
1612                          */
1613                         failed = iter;
1614                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1615                         break;
1616                 } else
1617                         iter->oom_lock = true;
1618         }
1619
1620         if (failed) {
1621                 /*
1622                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1623                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1624                  */
1625                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1626                         if (iter == failed) {
1627                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1628                                 break;
1629                         }
1630                         iter->oom_lock = false;
1631                 }
1632         } else
1633                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1634
1635         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1636
1637         return !failed;
1638 }
1639
1640 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1641 {
1642         struct mem_cgroup *iter;
1643
1644         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1645         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1646         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1647                 iter->oom_lock = false;
1648         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1649 }
1650
1651 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1652 {
1653         struct mem_cgroup *iter;
1654
1655         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1656         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1657                 iter->under_oom++;
1658         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1659 }
1660
1661 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1662 {
1663         struct mem_cgroup *iter;
1664
1665         /*
1666          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1667          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1668          */
1669         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1670         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1671                 if (iter->under_oom > 0)
1672                         iter->under_oom--;
1673         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1674 }
1675
1676 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1677
1678 struct oom_wait_info {
1679         struct mem_cgroup *memcg;
1680         wait_queue_t    wait;
1681 };
1682
1683 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1684         unsigned mode, int sync, void *arg)
1685 {
1686         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1687         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1688         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1689
1690         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1691         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1692
1693         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1694             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1695                 return 0;
1696         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1697 }
1698
1699 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1700 {
1701         /*
1702          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1703          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1704          * this function is called as a result of userland actions
1705          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1706          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1707          * triggering notification.
1708          */
1709         if (memcg && memcg->under_oom)
1710                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1711 }
1712
1713 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1714 {
1715         if (!current->memcg_may_oom)
1716                 return;
1717         /*
1718          * We are in the middle of the charge context here, so we
1719          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1720          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1721          *
1722          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1723          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1724          * invocation might not even be necessary.
1725          *
1726          * That's why we don't do anything here except remember the
1727          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1728          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1729          * and when we know whether the fault was overall successful.
1730          */
1731         css_get(&memcg->css);
1732         current->memcg_in_oom = memcg;
1733         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1734         current->memcg_oom_order = order;
1735 }
1736
1737 /**
1738  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1739  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1740  *
1741  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1742  * handler was enabled.
1743  *
1744  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1745  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1746  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1747  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1748  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1749  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1750  *
1751  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1752  * completed, %false otherwise.
1753  */
1754 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1755 {
1756         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1757         struct oom_wait_info owait;
1758         bool locked;
1759
1760         /* OOM is global, do not handle */
1761         if (!memcg)
1762                 return false;
1763
1764         if (!handle || oom_killer_disabled)
1765                 goto cleanup;
1766
1767         owait.memcg = memcg;
1768         owait.wait.flags = 0;
1769         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1770         owait.wait.private = current;
1771         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1772
1773         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1774         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1775
1776         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1777
1778         if (locked)
1779                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1780
1781         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1782                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1783                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1784                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1785                                          current->memcg_oom_order);
1786         } else {
1787                 schedule();
1788                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1789                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1790         }
1791
1792         if (locked) {
1793                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1794                 /*
1795                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1796                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1797                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1798                  */
1799                 memcg_oom_recover(memcg);
1800         }
1801 cleanup:
1802         current->memcg_in_oom = NULL;
1803         css_put(&memcg->css);
1804         return true;
1805 }
1806
1807 /**
1808  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1809  * @page: page that is going to change accounted state
1810  *
1811  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1812  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1813  * being moved to another memcg:
1814  *
1815  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1816  *   if (TestClearPageState(page))
1817  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1818  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1819  */
1820 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1821 {
1822         struct mem_cgroup *memcg;
1823         unsigned long flags;
1824
1825         /*
1826          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1827          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1828          * because page moving starts with an RCU grace period.
1829          *
1830          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1831          * the page state that is going to change is the only thing
1832          * preventing the page from being uncharged.
1833          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1834          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1835          * account transaction might be complete.
1836          */
1837         rcu_read_lock();
1838
1839         if (mem_cgroup_disabled())
1840                 return NULL;
1841 again:
1842         memcg = page->mem_cgroup;
1843         if (unlikely(!memcg))
1844                 return NULL;
1845
1846         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1847                 return memcg;
1848
1849         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1850         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1851                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1852                 goto again;
1853         }
1854
1855         /*
1856          * When charge migration first begins, we can have locked and
1857          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1858          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1859          */
1860         memcg->move_lock_task = current;
1861         memcg->move_lock_flags = flags;
1862
1863         return memcg;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1866
1867 /**
1868  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1869  * @memcg: the memcg that was accounted against
1870  */
1871 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1872 {
1873         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1874                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1875
1876                 memcg->move_lock_task = NULL;
1877                 memcg->move_lock_flags = 0;
1878
1879                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1880         }
1881
1882         rcu_read_unlock();
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1885
1886 /*
1887  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1888  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1889  */
1890 #define CHARGE_BATCH    32U
1891 struct memcg_stock_pcp {
1892         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1893         unsigned int nr_pages;
1894         struct work_struct work;
1895         unsigned long flags;
1896 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1897 };
1898 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1899 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1900
1901 /**
1902  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1903  * @memcg: memcg to consume from.
1904  * @nr_pages: how many pages to charge.
1905  *
1906  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1907  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1908  * service an allocation will refill the stock.
1909  *
1910  * returns true if successful, false otherwise.
1911  */
1912 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1913 {
1914         struct memcg_stock_pcp *stock;
1915         bool ret = false;
1916
1917         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1918                 return ret;
1919
1920         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1921         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1922                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1923                 ret = true;
1924         }
1925         put_cpu_var(memcg_stock);
1926         return ret;
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1931  */
1932 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1933 {
1934         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1935
1936         if (stock->nr_pages) {
1937                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1938                 if (do_swap_account)
1939                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1940                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1941                 stock->nr_pages = 0;
1942         }
1943         stock->cached = NULL;
1944 }
1945
1946 /*
1947  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1948  * a thread which is pinned to local cpu.
1949  */
1950 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1951 {
1952         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1953         drain_stock(stock);
1954         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1959  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1960  */
1961 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1962 {
1963         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1964
1965         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1966                 drain_stock(stock);
1967                 stock->cached = memcg;
1968         }
1969         stock->nr_pages += nr_pages;
1970         put_cpu_var(memcg_stock);
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1975  * of the hierarchy under it.
1976  */
1977 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1978 {
1979         int cpu, curcpu;
1980
1981         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1982         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1983                 return;
1984         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1985         get_online_cpus();
1986         curcpu = get_cpu();
1987         for_each_online_cpu(cpu) {
1988                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1989                 struct mem_cgroup *memcg;
1990
1991                 memcg = stock->cached;
1992                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1993                         continue;
1994                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1995                         continue;
1996                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1997                         if (cpu == curcpu)
1998                                 drain_local_stock(&stock->work);
1999                         else
2000                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2001                 }
2002         }
2003         put_cpu();
2004         put_online_cpus();
2005         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2006 }
2007
2008 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2009                                         unsigned long action,
2010                                         void *hcpu)
2011 {
2012         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2013         struct memcg_stock_pcp *stock;
2014
2015         if (action == CPU_ONLINE)
2016                 return NOTIFY_OK;
2017
2018         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2019                 return NOTIFY_OK;
2020
2021         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2022         drain_stock(stock);
2023         return NOTIFY_OK;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2028  * and reclaims memory over the high limit.
2029  */
2030 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2031 {
2032         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2033         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2034
2035         if (likely(!nr_pages))
2036                 return;
2037
2038         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2039
2040         do {
2041                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2042                         continue;
2043                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2044                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2045         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2046
2047         css_put(&memcg->css);
2048         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2049 }
2050
2051 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2052                       unsigned int nr_pages)
2053 {
2054         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2055         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2056         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2057         struct page_counter *counter;
2058         unsigned long nr_reclaimed;
2059         bool may_swap = true;
2060         bool drained = false;
2061
2062         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2063                 return 0;
2064 retry:
2065         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2066                 return 0;
2067
2068         if (!do_swap_account ||
2069             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2070                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2071                         goto done_restock;
2072                 if (do_swap_account)
2073                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2074                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2075         } else {
2076                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2077                 may_swap = false;
2078         }
2079
2080         if (batch > nr_pages) {
2081                 batch = nr_pages;
2082                 goto retry;
2083         }
2084
2085         /*
2086          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2087          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2088          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2089          * free their memory.
2090          */
2091         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2092                      fatal_signal_pending(current) ||
2093                      current->flags & PF_EXITING))
2094                 goto force;
2095
2096         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2097                 goto nomem;
2098
2099         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2100                 goto nomem;
2101
2102         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2103
2104         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2105                                                     gfp_mask, may_swap);
2106
2107         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2108                 goto retry;
2109
2110         if (!drained) {
2111                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2112                 drained = true;
2113                 goto retry;
2114         }
2115
2116         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2117                 goto nomem;
2118         /*
2119          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2120          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2121          * before killing the task.
2122          *
2123          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2124          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2125          * to regular pages anyway in case of failure.
2126          */
2127         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2128                 goto retry;
2129         /*
2130          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2131          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2132          */
2133         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2134                 goto retry;
2135
2136         if (nr_retries--)
2137                 goto retry;
2138
2139         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2140                 goto force;
2141
2142         if (fatal_signal_pending(current))
2143                 goto force;
2144
2145         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2146
2147         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2148                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2149 nomem:
2150         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2151                 return -ENOMEM;
2152 force:
2153         /*
2154          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2155          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2156          * temporarily by force charging it.
2157          */
2158         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2159         if (do_swap_account)
2160                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2161         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2162
2163         return 0;
2164
2165 done_restock:
2166         css_get_many(&memcg->css, batch);
2167         if (batch > nr_pages)
2168                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2169
2170         /*
2171          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2172          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2173          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2174          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2175          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2176          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2177          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2178          */
2179         do {
2180                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2181                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2182                         set_notify_resume(current);
2183                         break;
2184                 }
2185         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2186
2187         return 0;
2188 }
2189
2190 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2191 {
2192         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2193                 return;
2194
2195         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2196         if (do_swap_account)
2197                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2198
2199         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2200 }
2201
2202 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2203 {
2204         struct zone *zone = page_zone(page);
2205
2206         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2207         if (PageLRU(page)) {
2208                 struct lruvec *lruvec;
2209
2210                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2211                 ClearPageLRU(page);
2212                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2213                 *isolated = 1;
2214         } else
2215                 *isolated = 0;
2216 }
2217
2218 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2219 {
2220         struct zone *zone = page_zone(page);
2221
2222         if (isolated) {
2223                 struct lruvec *lruvec;
2224
2225                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2226                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2227                 SetPageLRU(page);
2228                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2229         }
2230         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2231 }
2232
2233 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2234                           bool lrucare)
2235 {
2236         int isolated;
2237
2238         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2239
2240         /*
2241          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2242          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2243          */
2244         if (lrucare)
2245                 lock_page_lru(page, &isolated);
2246
2247         /*
2248          * Nobody should be changing or seriously looking at
2249          * page->mem_cgroup at this point:
2250          *
2251          * - the page is uncharged
2252          *
2253          * - the page is off-LRU
2254          *
2255          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2256          *   a locked page table
2257          *
2258          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2259          *   have the page locked
2260          */
2261         page->mem_cgroup = memcg;
2262
2263         if (lrucare)
2264                 unlock_page_lru(page, isolated);
2265 }
2266
2267 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2268 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2269 {
2270         int id, size;
2271         int err;
2272
2273         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2274                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2275         if (id < 0)
2276                 return id;
2277
2278         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2279                 return id;
2280
2281         /*
2282          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2283          * so we have to grow them.
2284          */
2285         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2286
2287         size = 2 * (id + 1);
2288         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2289                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2290         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2291                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2292
2293         err = memcg_update_all_caches(size);
2294         if (!err)
2295                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2296         if (!err)
2297                 memcg_nr_cache_ids = size;
2298
2299         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2300
2301         if (err) {
2302                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2303                 return err;
2304         }
2305         return id;
2306 }
2307
2308 static void memcg_free_cache_id(int id)
2309 {
2310         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2311 }
2312
2313 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2314         struct mem_cgroup *memcg;
2315         struct kmem_cache *cachep;
2316         struct work_struct work;
2317 };
2318
2319 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2320 {
2321         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2322                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2323         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2324         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2325
2326         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2327
2328         css_put(&memcg->css);
2329         kfree(cw);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2334  */
2335 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2336                                                struct kmem_cache *cachep)
2337 {
2338         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2339
2340         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2341         if (!cw)
2342                 return;
2343
2344         css_get(&memcg->css);
2345
2346         cw->memcg = memcg;
2347         cw->cachep = cachep;
2348         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2349
2350         schedule_work(&cw->work);
2351 }
2352
2353 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2354                                              struct kmem_cache *cachep)
2355 {
2356         /*
2357          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2358          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2359          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2360          *
2361          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2362          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2363          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2364          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2365          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2366          */
2367         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2368         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2369         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2370 }
2371
2372 /*
2373  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2374  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2375  *
2376  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2377  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2378  * in a workqueue.
2379  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2380  * the original cache.
2381  *
2382  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2383  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2384  */
2385 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2386 {
2387         struct mem_cgroup *memcg;
2388         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2389         int kmemcg_id;
2390
2391         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2392
2393         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2394                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2395
2396         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2397                 return cachep;
2398
2399         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2400                 return cachep;
2401
2402         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2403         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2404         if (kmemcg_id < 0)
2405                 goto out;
2406
2407         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2408         if (likely(memcg_cachep))
2409                 return memcg_cachep;
2410
2411         /*
2412          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2413          * context), we could be be predictable and return right away.
2414          * This would guarantee that the allocation being performed
2415          * already belongs in the new cache.
2416          *
2417          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2418          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2419          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2420          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2421          * defer everything.
2422          */
2423         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2424 out:
2425         css_put(&memcg->css);
2426         return cachep;
2427 }
2428
2429 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2430 {
2431         if (!is_root_cache(cachep))
2432                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2433 }
2434
2435 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2436                               struct mem_cgroup *memcg)
2437 {
2438         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2439         struct page_counter *counter;
2440         int ret;
2441
2442         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2443                 return 0;
2444
2445         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2446                 return -ENOMEM;
2447
2448         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2449         if (ret) {
2450                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2451                 return ret;
2452         }
2453
2454         page->mem_cgroup = memcg;
2455
2456         return 0;
2457 }
2458
2459 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2460 {
2461         struct mem_cgroup *memcg;
2462         int ret;
2463
2464         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2465         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2466         css_put(&memcg->css);
2467         return ret;
2468 }
2469
2470 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2471 {
2472         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2473         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2474
2475         if (!memcg)
2476                 return;
2477
2478         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2479
2480         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2481         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2482         if (do_swap_account)
2483                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2484
2485         page->mem_cgroup = NULL;
2486         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2487 }
2488 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2489
2490 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2491
2492 /*
2493  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2494  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2495  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2496  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2497  */
2498 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2499 {
2500         int i;
2501
2502         if (mem_cgroup_disabled())
2503                 return;
2504
2505         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2506                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2507
2508         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2509                        HPAGE_PMD_NR);
2510 }
2511 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2512
2513 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2514 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2515                                          bool charge)
2516 {
2517         int val = (charge) ? 1 : -1;
2518         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2519 }
2520
2521 /**
2522  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2523  * @entry: swap entry to be moved
2524  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2525  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2526  *
2527  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2528  * as the mem_cgroup's id of @from.
2529  *
2530  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2531  *
2532  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2533  * both res and memsw, and called css_get().
2534  */
2535 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2536                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2537 {
2538         unsigned short old_id, new_id;
2539
2540         old_id = mem_cgroup_id(from);
2541         new_id = mem_cgroup_id(to);
2542
2543         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2544                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2545                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2546                 return 0;
2547         }
2548         return -EINVAL;
2549 }
2550 #else
2551 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2552                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2553 {
2554         return -EINVAL;
2555 }
2556 #endif
2557
2558 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2559
2560 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2561                                    unsigned long limit)
2562 {
2563         unsigned long curusage;
2564         unsigned long oldusage;
2565         bool enlarge = false;
2566         int retry_count;
2567         int ret;
2568
2569         /*
2570          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2571          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2572          * of # of children which we should visit in this loop.
2573          */
2574         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2575                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2576
2577         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2578
2579         do {
2580                 if (signal_pending(current)) {
2581                         ret = -EINTR;
2582                         break;
2583                 }
2584
2585                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2586                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2587                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2588                         ret = -EINVAL;
2589                         break;
2590                 }
2591                 if (limit > memcg->memory.limit)
2592                         enlarge = true;
2593                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2594                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2595
2596                 if (!ret)
2597                         break;
2598
2599                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2600
2601                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2602                 /* Usage is reduced ? */
2603                 if (curusage >= oldusage)
2604                         retry_count--;
2605                 else
2606                         oldusage = curusage;
2607         } while (retry_count);
2608
2609         if (!ret && enlarge)
2610                 memcg_oom_recover(memcg);
2611
2612         return ret;
2613 }
2614
2615 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2616                                          unsigned long limit)
2617 {
2618         unsigned long curusage;
2619         unsigned long oldusage;
2620         bool enlarge = false;
2621         int retry_count;
2622         int ret;
2623
2624         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2625         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2626                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2627
2628         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2629
2630         do {
2631                 if (signal_pending(current)) {
2632                         ret = -EINTR;
2633                         break;
2634                 }
2635
2636                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2637                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2638                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2639                         ret = -EINVAL;
2640                         break;
2641                 }
2642                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2643                         enlarge = true;
2644                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2645                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2646
2647                 if (!ret)
2648                         break;
2649
2650                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2651
2652                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2653                 /* Usage is reduced ? */
2654                 if (curusage >= oldusage)
2655                         retry_count--;
2656                 else
2657                         oldusage = curusage;
2658         } while (retry_count);
2659
2660         if (!ret && enlarge)
2661                 memcg_oom_recover(memcg);
2662
2663         return ret;
2664 }
2665
2666 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2667                                             gfp_t gfp_mask,
2668                                             unsigned long *total_scanned)
2669 {
2670         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2671         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2672         unsigned long reclaimed;
2673         int loop = 0;
2674         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2675         unsigned long excess;
2676         unsigned long nr_scanned;
2677
2678         if (order > 0)
2679                 return 0;
2680
2681         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2682         /*
2683          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2684          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2685          * pressure
2686          */
2687         do {
2688                 if (next_mz)
2689                         mz = next_mz;
2690                 else
2691                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2692                 if (!mz)
2693                         break;
2694
2695                 nr_scanned = 0;
2696                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2697                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2698                 nr_reclaimed += reclaimed;
2699                 *total_scanned += nr_scanned;
2700                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2701                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2702
2703                 /*
2704                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2705                  * it is time to move on to the next cgroup
2706                  */
2707                 next_mz = NULL;
2708                 if (!reclaimed)
2709                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2710
2711                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2712                 /*
2713                  * One school of thought says that we should not add
2714                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2715                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2716                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2717                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2718                  * term TODO.
2719                  */
2720                 /* If excess == 0, no tree ops */
2721                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2722                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2723                 css_put(&mz->memcg->css);
2724                 loop++;
2725                 /*
2726                  * Could not reclaim anything and there are no more
2727                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2728                  * reclaiming anything.
2729                  */
2730                 if (!nr_reclaimed &&
2731                         (next_mz == NULL ||
2732                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2733                         break;
2734         } while (!nr_reclaimed);
2735         if (next_mz)
2736                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2737         return nr_reclaimed;
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2742  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2743  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2744  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2745  */
2746 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2747 {
2748         bool ret;
2749
2750         /*
2751          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2752          * it prevents a new child from being initialized based on this
2753          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2754          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2755          */
2756         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2757
2758         rcu_read_lock();
2759         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2760         rcu_read_unlock();
2761         return ret;
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2766  * the rest to the parent.
2767  *
2768  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2769  */
2770 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2771 {
2772         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2773
2774         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2775         lru_add_drain_all();
2776         /* try to free all pages in this cgroup */
2777         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2778                 int progress;
2779
2780                 if (signal_pending(current))
2781                         return -EINTR;
2782
2783                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2784                                                         GFP_KERNEL, true);
2785                 if (!progress) {
2786                         nr_retries--;
2787                         /* maybe some writeback is necessary */
2788                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2789                 }
2790
2791         }
2792
2793         return 0;
2794 }
2795
2796 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2797                                             char *buf, size_t nbytes,
2798                                             loff_t off)
2799 {
2800         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2801
2802         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2803                 return -EINVAL;
2804         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2805 }
2806
2807 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2808                                      struct cftype *cft)
2809 {
2810         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2811 }
2812
2813 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2814                                       struct cftype *cft, u64 val)
2815 {
2816         int retval = 0;
2817         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2818         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2819
2820         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2821
2822         if (memcg->use_hierarchy == val)
2823                 goto out;
2824
2825         /*
2826          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2827          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2828          * occur, provided the current cgroup has no children.
2829          *
2830          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2831          * set if there are no children.
2832          */
2833         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2834                                 (val == 1 || val == 0)) {
2835                 if (!memcg_has_children(memcg))
2836                         memcg->use_hierarchy = val;
2837                 else
2838                         retval = -EBUSY;
2839         } else
2840                 retval = -EINVAL;
2841
2842 out:
2843         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2844
2845         return retval;
2846 }
2847
2848 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2849                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2850 {
2851         struct mem_cgroup *iter;
2852         unsigned long val = 0;
2853
2854         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2855                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2856
2857         return val;
2858 }
2859
2860 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2861 {
2862         unsigned long val;
2863
2864         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2865                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2866                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2867                 if (swap)
2868                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2869         } else {
2870                 if (!swap)
2871                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2872                 else
2873                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2874         }
2875         return val;
2876 }
2877
2878 enum {
2879         RES_USAGE,
2880         RES_LIMIT,
2881         RES_MAX_USAGE,
2882         RES_FAILCNT,
2883         RES_SOFT_LIMIT,
2884 };
2885
2886 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2887                                struct cftype *cft)
2888 {
2889         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2890         struct page_counter *counter;
2891
2892         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2893         case _MEM:
2894                 counter = &memcg->memory;
2895                 break;
2896         case _MEMSWAP:
2897                 counter = &memcg->memsw;
2898                 break;
2899         case _KMEM:
2900                 counter = &memcg->kmem;
2901                 break;
2902         default:
2903                 BUG();
2904         }
2905
2906         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2907         case RES_USAGE:
2908                 if (counter == &memcg->memory)
2909                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2910                 if (counter == &memcg->memsw)
2911                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2912                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2913         case RES_LIMIT:
2914                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2915         case RES_MAX_USAGE:
2916                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2917         case RES_FAILCNT:
2918                 return counter->failcnt;
2919         case RES_SOFT_LIMIT:
2920                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2921         default:
2922                 BUG();
2923         }
2924 }
2925
2926 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2927 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2928                                unsigned long nr_pages)
2929 {
2930         int err = 0;
2931         int memcg_id;
2932
2933         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2934         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2935         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2936
2937         /*
2938          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2939          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2940          * already joined.
2941          *
2942          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2943          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2944          * place, which makes the value quite meaningless.
2945          *
2946          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2947          * of course permitted.
2948          */
2949         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2950         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2951             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2952                 err = -EBUSY;
2953         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2954         if (err)
2955                 goto out;
2956
2957         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2958         if (memcg_id < 0) {
2959                 err = memcg_id;
2960                 goto out;
2961         }
2962
2963         /*
2964          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2965          * activated yet, so this should succeed.
2966          */
2967         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2968         VM_BUG_ON(err);
2969
2970         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2971         /*
2972          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2973          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2974          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2975          * patched.
2976          */
2977         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2978         memcg->kmem_acct_activated = true;
2979         memcg->kmem_acct_active = true;
2980 out:
2981         return err;
2982 }
2983
2984 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2985                                    unsigned long limit)
2986 {
2987         int ret;
2988
2989         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2990         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2991                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2992         else
2993                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2994         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2995         return ret;
2996 }
2997
2998 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2999 {
3000         int ret = 0;
3001         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3002
3003         if (!parent)
3004                 return 0;
3005
3006         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3007         /*
3008          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3009          * after this point, because it has at least one child already.
3010          */
3011         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3012                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3013         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3014         return ret;
3015 }
3016 #else
3017 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3018                                    unsigned long limit)
3019 {
3020         return -EINVAL;
3021 }
3022 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3023
3024 /*
3025  * The user of this function is...
3026  * RES_LIMIT.
3027  */
3028 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3029                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3030 {
3031         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3032         unsigned long nr_pages;
3033         int ret;
3034
3035         buf = strstrip(buf);
3036         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3037         if (ret)
3038                 return ret;
3039
3040         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3041         case RES_LIMIT:
3042                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3043                         ret = -EINVAL;
3044                         break;
3045                 }
3046                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3047                 case _MEM:
3048                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3049                         break;
3050                 case _MEMSWAP:
3051                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3052                         break;
3053                 case _KMEM:
3054                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3055                         break;
3056                 }
3057                 break;
3058         case RES_SOFT_LIMIT:
3059                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3060                 ret = 0;
3061                 break;
3062         }
3063         return ret ?: nbytes;
3064 }
3065
3066 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3067                                 size_t nbytes, loff_t off)
3068 {
3069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3070         struct page_counter *counter;
3071
3072         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3073         case _MEM:
3074                 counter = &memcg->memory;
3075                 break;
3076         case _MEMSWAP:
3077                 counter = &memcg->memsw;
3078                 break;
3079         case _KMEM:
3080                 counter = &memcg->kmem;
3081                 break;
3082         default:
3083                 BUG();
3084         }
3085
3086         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3087         case RES_MAX_USAGE:
3088                 page_counter_reset_watermark(counter);
3089                 break;
3090         case RES_FAILCNT:
3091                 counter->failcnt = 0;
3092                 break;
3093         default:
3094                 BUG();
3095         }
3096
3097         return nbytes;
3098 }
3099
3100 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3101                                         struct cftype *cft)
3102 {
3103         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3104 }
3105
3106 #ifdef CONFIG_MMU
3107 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3108                                         struct cftype *cft, u64 val)
3109 {
3110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3111
3112         if (val & ~MOVE_MASK)
3113                 return -EINVAL;
3114
3115         /*
3116          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3117          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3118          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3119          * affect task migrations starting after the change.
3120          */
3121         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3122         return 0;
3123 }
3124 #else
3125 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3126                                         struct cftype *cft, u64 val)
3127 {
3128         return -ENOSYS;
3129 }
3130 #endif
3131
3132 #ifdef CONFIG_NUMA
3133 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3134 {
3135         struct numa_stat {
3136                 const char *name;
3137                 unsigned int lru_mask;
3138         };
3139
3140         static const struct numa_stat stats[] = {
3141                 { "total", LRU_ALL },
3142                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3143                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3144                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3145         };
3146         const struct numa_stat *stat;
3147         int nid;
3148         unsigned long nr;
3149         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3150
3151         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3152                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3153                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3154                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3155                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3156                                                           stat->lru_mask);
3157                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3158                 }
3159                 seq_putc(m, '\n');
3160         }
3161
3162         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3163                 struct mem_cgroup *iter;
3164
3165                 nr = 0;
3166                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3167                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3168                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3169                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3170                         nr = 0;
3171                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3172                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3173                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3174                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3175                 }
3176                 seq_putc(m, '\n');
3177         }
3178
3179         return 0;
3180 }
3181 #endif /* CONFIG_NUMA */
3182
3183 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3184 {
3185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3186         unsigned long memory, memsw;
3187         struct mem_cgroup *mi;
3188         unsigned int i;
3189
3190         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3191                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3192         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3193                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3194         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3195
3196         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3197                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3198                         continue;
3199                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3200                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3201         }
3202
3203         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3204                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3205                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3206
3207         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3208                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3209                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3210
3211         /* Hierarchical information */
3212         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3213         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3214                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3215                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3216         }
3217         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3218                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3219         if (do_swap_account)
3220                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3221                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3222
3223         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3224                 unsigned long long val = 0;
3225
3226                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3227                         continue;
3228                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3229                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3230                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3231         }
3232
3233         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3234                 unsigned long long val = 0;
3235
3236                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3237                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3238                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3239                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3240         }
3241
3242         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3243                 unsigned long long val = 0;
3244
3245                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3246                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3247                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3248         }
3249
3250 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3251         {
3252                 int nid, zid;
3253                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3254                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3255                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3256                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3257
3258                 for_each_online_node(nid)
3259                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3260                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3261                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3262
3263                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3264                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3265                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3266                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3267                         }
3268                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3269                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3270                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3271                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3272         }
3273 #endif
3274
3275         return 0;
3276 }
3277
3278 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3279                                       struct cftype *cft)
3280 {
3281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3282
3283         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3284 }
3285
3286 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3287                                        struct cftype *cft, u64 val)
3288 {
3289         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3290
3291         if (val > 100)
3292                 return -EINVAL;
3293
3294         if (css->parent)
3295                 memcg->swappiness = val;
3296         else
3297                 vm_swappiness = val;
3298
3299         return 0;
3300 }
3301
3302 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3303 {
3304         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3305         unsigned long usage;
3306         int i;
3307
3308         rcu_read_lock();
3309         if (!swap)
3310                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3311         else
3312                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3313
3314         if (!t)
3315                 goto unlock;
3316
3317         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3318
3319         /*
3320          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3321          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3322          * call of __mem_cgroup_threshold().
3323          */
3324         i = t->current_threshold;
3325
3326         /*
3327          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3328          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3329          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3330          * only one element of the array here.
3331          */
3332         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3333                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3334
3335         /* i = current_threshold + 1 */
3336         i++;
3337
3338         /*
3339          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3340          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3341          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3342          * only one element of the array here.
3343          */
3344         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3345                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3346
3347         /* Update current_threshold */
3348         t->current_threshold = i - 1;
3349 unlock:
3350         rcu_read_unlock();
3351 }
3352
3353 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3354 {
3355         while (memcg) {
3356                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3357                 if (do_swap_account)
3358                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3359
3360                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3361         }
3362 }
3363
3364 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3365 {
3366         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3367         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3368
3369         if (_a->threshold > _b->threshold)
3370                 return 1;
3371
3372         if (_a->threshold < _b->threshold)
3373                 return -1;
3374
3375         return 0;
3376 }
3377
3378 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3379 {
3380         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3381
3382         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3383
3384         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3385                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3386
3387         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3388         return 0;
3389 }
3390
3391 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3392 {
3393         struct mem_cgroup *iter;
3394
3395         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3396                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3397 }
3398
3399 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3400         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3401 {
3402         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3403         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3404         unsigned long threshold;
3405         unsigned long usage;
3406         int i, size, ret;
3407
3408         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3409         if (ret)
3410                 return ret;
3411
3412         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3413
3414         if (type == _MEM) {
3415                 thresholds = &memcg->thresholds;
3416                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3417         } else if (type == _MEMSWAP) {
3418                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3419                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3420         } else
3421                 BUG();
3422
3423         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3424         if (thresholds->primary)
3425                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3426
3427         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3428
3429         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3430         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3431                         GFP_KERNEL);
3432         if (!new) {
3433                 ret = -ENOMEM;
3434                 goto unlock;
3435         }
3436         new->size = size;
3437
3438         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3439         if (thresholds->primary) {
3440                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3441                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3442         }
3443
3444         /* Add new threshold */
3445         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3446         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3447
3448         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3449         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3450                         compare_thresholds, NULL);
3451
3452         /* Find current threshold */
3453         new->current_threshold = -1;
3454         for (i = 0; i < size; i++) {
3455                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3456                         /*
3457                          * new->current_threshold will not be used until
3458                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3459                          * it here.
3460                          */
3461                         ++new->current_threshold;
3462                 } else
3463                         break;
3464         }
3465
3466         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3467         kfree(thresholds->spare);
3468         thresholds->spare = thresholds->primary;
3469
3470         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3471
3472         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3473         synchronize_rcu();
3474
3475 unlock:
3476         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3477
3478         return ret;
3479 }
3480
3481 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3482         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3483 {
3484         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3485 }
3486
3487 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3488         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3489 {
3490         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3491 }
3492
3493 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3494         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3495 {
3496         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3497         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3498         unsigned long usage;
3499         int i, j, size;
3500
3501         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3502
3503         if (type == _MEM) {
3504                 thresholds = &memcg->thresholds;
3505                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3506         } else if (type == _MEMSWAP) {
3507                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3508                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3509         } else
3510                 BUG();
3511
3512         if (!thresholds->primary)
3513                 goto unlock;
3514
3515         /* Check if a threshold crossed before removing */
3516         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3517
3518         /* Calculate new number of threshold */
3519         size = 0;
3520         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3521                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3522                         size++;
3523         }
3524
3525         new = thresholds->spare;
3526
3527         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3528         if (!size) {
3529                 kfree(new);
3530                 new = NULL;
3531                 goto swap_buffers;
3532         }
3533
3534         new->size = size;
3535
3536         /* Copy thresholds and find current threshold */
3537         new->current_threshold = -1;
3538         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3539                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3540                         continue;
3541
3542                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3543                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3544                         /*
3545                          * new->current_threshold will not be used
3546                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3547                          * it here.
3548                          */
3549                         ++new->current_threshold;
3550                 }
3551                 j++;
3552         }
3553
3554 swap_buffers:
3555         /* Swap primary and spare array */
3556         thresholds->spare = thresholds->primary;
3557         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3558         if (!new) {
3559                 kfree(thresholds->spare);
3560                 thresholds->spare = NULL;
3561         }
3562
3563         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3564
3565         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3566         synchronize_rcu();
3567 unlock:
3568         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3569 }
3570
3571 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3572         struct eventfd_ctx *eventfd)
3573 {
3574         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3575 }
3576
3577 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3578         struct eventfd_ctx *eventfd)
3579 {
3580         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3581 }
3582
3583 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3584         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3585 {
3586         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3587
3588         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3589         if (!event)
3590                 return -ENOMEM;
3591
3592         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3593
3594         event->eventfd = eventfd;
3595         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3596
3597         /* already in OOM ? */
3598         if (memcg->under_oom)
3599                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3600         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3601
3602         return 0;
3603 }
3604
3605 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3606         struct eventfd_ctx *eventfd)
3607 {
3608         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3609
3610         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3611
3612         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3613                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3614                         list_del(&ev->list);
3615                         kfree(ev);
3616                 }
3617         }
3618
3619         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3620 }
3621
3622 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3623 {
3624         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3625
3626         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3627         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3628         return 0;
3629 }
3630
3631 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3632         struct cftype *cft, u64 val)
3633 {
3634         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3635
3636         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3637         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3638                 return -EINVAL;
3639
3640         memcg->oom_kill_disable = val;
3641         if (!val)
3642                 memcg_oom_recover(memcg);
3643
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3648 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3649 {
3650         int ret;
3651
3652         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3653         if (ret)
3654                 return ret;
3655
3656         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3657 }
3658
3659 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3660 {
3661         struct cgroup_subsys_state *css;
3662         struct mem_cgroup *parent, *child;
3663         int kmemcg_id;
3664
3665         if (!memcg->kmem_acct_active)
3666                 return;
3667
3668         /*
3669          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3670          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3671          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3672          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3673          */
3674         memcg->kmem_acct_active = false;
3675
3676         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3677
3678         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3679         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3680
3681         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3682         if (!parent)
3683                 parent = root_mem_cgroup;
3684
3685         /*
3686          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3687          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3688          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3689          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3690          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3691          * memcg_drain_all_list_lrus().
3692          */
3693         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3694                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3695                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3696                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3697                 if (!memcg->use_hierarchy)
3698                         break;
3699         }
3700         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3701
3702         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3703 }
3704
3705 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3706 {
3707         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3708                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3709                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3710                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3711         }
3712         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3713 }
3714 #else
3715 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3716 {
3717         return 0;
3718 }
3719
3720 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722 }
3723
3724 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3725 {
3726 }
3727 #endif
3728
3729 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3730
3731 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3732 {
3733         return &memcg->cgwb_list;
3734 }
3735
3736 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3737 {
3738         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3739 }
3740
3741 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3742 {
3743         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3744 }
3745
3746 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3747 {
3748         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3749 }
3750
3751 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3752 {
3753         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3754
3755         if (!memcg->css.parent)
3756                 return NULL;
3757
3758         return &memcg->cgwb_domain;
3759 }
3760
3761 /**
3762  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3763  * @wb: bdi_writeback in question
3764  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3765  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3766  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3767  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3768  *
3769  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3770  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3771  * is a bit more involved.
3772  *
3773  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3774  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3775  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3776  * available memory in the system.  The caller should further cap
3777  * *@pheadroom accordingly.
3778  */
3779 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3780                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3781                          unsigned long *pwriteback)
3782 {
3783         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3784         struct mem_cgroup *parent;
3785
3786         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3787
3788         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3789         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3790         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3791                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3792         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3793
3794         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3795                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3796                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3797
3798                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3799                 memcg = parent;
3800         }
3801 }
3802
3803 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3804
3805 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3806 {
3807         return 0;
3808 }
3809
3810 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3811 {
3812 }
3813
3814 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3815 {
3816 }
3817
3818 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3819
3820 /*
3821  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3822  *
3823  * "cgroup.event_control" implementation.
3824  *
3825  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3826  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3827  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3828  *
3829  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3830  * possible.
3831  */
3832
3833 /*
3834  * Unregister event and free resources.
3835  *
3836  * Gets called from workqueue.
3837  */
3838 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3839 {
3840         struct mem_cgroup_event *event =
3841                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3842         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3843
3844         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3845
3846         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3847
3848         /* Notify userspace the event is going away. */
3849         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3850
3851         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3852         kfree(event);
3853         css_put(&memcg->css);
3854 }
3855
3856 /*
3857  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3858  *
3859  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3860  */
3861 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3862                             int sync, void *key)
3863 {
3864         struct mem_cgroup_event *event =
3865                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3866         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3867         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3868
3869         if (flags & POLLHUP) {
3870                 /*
3871                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3872                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3873                  * for us.
3874                  *
3875                  * We can't race against event freeing since the other
3876                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3877                  * which we hold.
3878                  */
3879                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3880                 if (!list_empty(&event->list)) {
3881                         list_del_init(&event->list);
3882                         /*
3883                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3884                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3885                          */
3886                         schedule_work(&event->remove);
3887                 }
3888                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3889         }
3890
3891         return 0;
3892 }
3893
3894 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3895                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3896 {
3897         struct mem_cgroup_event *event =
3898                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3899
3900         event->wqh = wqh;
3901         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3902 }
3903
3904 /*
3905  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3906  *
3907  * Parse input and register new cgroup event handler.
3908  *
3909  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3910  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3911  */
3912 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3913                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3914 {
3915         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3916         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3917         struct mem_cgroup_event *event;
3918         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3919         unsigned int efd, cfd;
3920         struct fd efile;
3921         struct fd cfile;
3922         const char *name;
3923         char *endp;
3924         int ret;
3925
3926         buf = strstrip(buf);
3927
3928         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3929         if (*endp != ' ')
3930                 return -EINVAL;
3931         buf = endp + 1;
3932
3933         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3934         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3935                 return -EINVAL;
3936         buf = endp + 1;
3937
3938         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3939         if (!event)
3940                 return -ENOMEM;
3941
3942         event->memcg = memcg;
3943         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3944         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3945         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3946         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3947
3948         efile = fdget(efd);
3949         if (!efile.file) {
3950                 ret = -EBADF;
3951                 goto out_kfree;
3952         }
3953
3954         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3955         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3956                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3957                 goto out_put_efile;
3958         }
3959
3960         cfile = fdget(cfd);
3961         if (!cfile.file) {
3962                 ret = -EBADF;
3963                 goto out_put_eventfd;
3964         }
3965
3966         /* the process need read permission on control file */
3967         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3968         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3969         if (ret < 0)
3970                 goto out_put_cfile;
3971
3972         /*
3973          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3974          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3975          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3976          * is for compatibility anyway.
3977          *
3978          * DO NOT ADD NEW FILES.
3979          */
3980         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3981
3982         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3983                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3984                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3985         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3986                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3987                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3988         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3989                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3990                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3991         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3992                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3993                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3994         } else {
3995                 ret = -EINVAL;
3996                 goto out_put_cfile;
3997         }
3998
3999         /*
4000          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4001          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4002          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4003          */
4004         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4005                                                &memory_cgrp_subsys);
4006         ret = -EINVAL;
4007         if (IS_ERR(cfile_css))
4008                 goto out_put_cfile;
4009         if (cfile_css != css) {
4010                 css_put(cfile_css);
4011                 goto out_put_cfile;
4012         }
4013
4014         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4015         if (ret)
4016                 goto out_put_css;
4017
4018         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4019
4020         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4021         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4022         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4023
4024         fdput(cfile);
4025         fdput(efile);
4026
4027         return nbytes;
4028
4029 out_put_css:
4030         css_put(css);
4031 out_put_cfile:
4032         fdput(cfile);
4033 out_put_eventfd:
4034         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4035 out_put_efile:
4036         fdput(efile);
4037 out_kfree:
4038         kfree(event);
4039
4040         return ret;
4041 }
4042
4043 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4044         {
4045                 .name = "usage_in_bytes",
4046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4047                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4048         },
4049         {
4050                 .name = "max_usage_in_bytes",
4051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4052                 .write = mem_cgroup_reset,
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "limit_in_bytes",
4057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4058                 .write = mem_cgroup_write,
4059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4064                 .write = mem_cgroup_write,
4065                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4066         },
4067         {
4068                 .name = "failcnt",
4069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4070                 .write = mem_cgroup_reset,
4071                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4072         },
4073         {
4074                 .name = "stat",
4075                 .seq_show = memcg_stat_show,
4076         },
4077         {
4078                 .name = "force_empty",
4079                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4080         },
4081         {
4082                 .name = "use_hierarchy",
4083                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4084                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4085         },
4086         {
4087                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4088                 .write = memcg_write_event_control,
4089                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4090         },
4091         {
4092                 .name = "swappiness",
4093                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4094                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4095         },
4096         {
4097                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4098                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4099                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4100         },
4101         {
4102                 .name = "oom_control",
4103                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4104                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4105                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4106         },
4107         {
4108                 .name = "pressure_level",
4109         },
4110 #ifdef CONFIG_NUMA
4111         {
4112                 .name = "numa_stat",
4113                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4114         },
4115 #endif
4116 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4117         {
4118                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4119                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4120                 .write = mem_cgroup_write,
4121                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4122         },
4123         {
4124                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4125                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4126                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4127         },
4128         {
4129                 .name = "kmem.failcnt",
4130                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4131                 .write = mem_cgroup_reset,
4132                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4133         },
4134         {
4135                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4136                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4137                 .write = mem_cgroup_reset,
4138                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4139         },
4140 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4141         {
4142                 .name = "kmem.slabinfo",
4143                 .seq_start = slab_start,
4144                 .seq_next = slab_next,
4145                 .seq_stop = slab_stop,
4146                 .seq_show = memcg_slab_show,
4147         },
4148 #endif
4149 #endif
4150         { },    /* terminate */
4151 };
4152
4153 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4154 {
4155         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4156         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4157         int zone, tmp = node;
4158         /*
4159          * This routine is called against possible nodes.
4160          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4161          *
4162          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4163          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4164          *       function.
4165          */
4166         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4167                 tmp = -1;
4168         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4169         if (!pn)
4170                 return 1;
4171
4172         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4173                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4174                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4175                 mz->usage_in_excess = 0;
4176                 mz->on_tree = false;
4177                 mz->memcg = memcg;
4178         }
4179         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4180         return 0;
4181 }
4182
4183 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4184 {
4185         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4186 }
4187
4188 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4189 {
4190         struct mem_cgroup *memcg;
4191         size_t size;
4192
4193         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4194         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4195
4196         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4197         if (!memcg)
4198                 return NULL;
4199
4200         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4201         if (!memcg->stat)
4202                 goto out_free;
4203
4204         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4205                 goto out_free_stat;
4206
4207         return memcg;
4208
4209 out_free_stat:
4210         free_percpu(memcg->stat);
4211 out_free:
4212         kfree(memcg);
4213         return NULL;
4214 }
4215
4216 /*
4217  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4218  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4219  *
4220  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4221  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4222  * it goes down to 0.
4223  *
4224  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4225  */
4226
4227 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4228 {
4229         int node;
4230
4231         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4232
4233         for_each_node(node)
4234                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4235
4236         free_percpu(memcg->stat);
4237         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4238         kfree(memcg);
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4243  */
4244 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4245 {
4246         if (!memcg->memory.parent)
4247                 return NULL;
4248         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4249 }
4250 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4251
4252 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4253 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4254 {
4255         struct mem_cgroup *memcg;
4256         long error = -ENOMEM;
4257         int node;
4258
4259         memcg = mem_cgroup_alloc();
4260         if (!memcg)
4261                 return ERR_PTR(error);
4262
4263         for_each_node(node)
4264                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4265                         goto free_out;
4266
4267         /* root ? */
4268         if (parent_css == NULL) {
4269                 root_mem_cgroup = memcg;
4270                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4271                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4272                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4273                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4274                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4275         }
4276
4277         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4278         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4279         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4280         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4281         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4282         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4283         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4284         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4285 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4286         memcg->kmemcg_id = -1;
4287 #endif
4288 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4289         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4290 #endif
4291         return &memcg->css;
4292
4293 free_out:
4294         __mem_cgroup_free(memcg);
4295         return ERR_PTR(error);
4296 }
4297
4298 static int
4299 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4300 {
4301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4302         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4303         int ret;
4304
4305         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4306                 return -ENOSPC;
4307
4308         if (!parent)
4309                 return 0;
4310
4311         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4312
4313         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4314         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4315         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4316
4317         if (parent->use_hierarchy) {
4318                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4319                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4320                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4321                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4322                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4323
4324                 /*
4325                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4326                  * core guarantees its existence.
4327                  */
4328         } else {
4329                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4330                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4331                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4332                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4333                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4334                 /*
4335                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4336                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4337                  * unfortunate state in our controller.
4338                  */
4339                 if (parent != root_mem_cgroup)
4340                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4341         }
4342         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4343
4344         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4345         if (ret)
4346                 return ret;
4347
4348         /*
4349          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4350          * orders reading memcg->initialized against its callers
4351          * reading the memcg members.
4352          */
4353         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4354
4355         return 0;
4356 }
4357
4358 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4359 {
4360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4361         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4362
4363         /*
4364          * Unregister events and notify userspace.
4365          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4366          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4367          */
4368         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4369         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4370                 list_del_init(&event->list);
4371                 schedule_work(&event->remove);
4372         }
4373         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4374
4375         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4376
4377         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4378
4379         wb_memcg_offline(memcg);
4380 }
4381
4382 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4383 {
4384         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4385
4386         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4387 }
4388
4389 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4390 {
4391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4392
4393         memcg_destroy_kmem(memcg);
4394         __mem_cgroup_free(memcg);
4395 }
4396
4397 /**
4398  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4399  * @css: the target css
4400  *
4401  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4402  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4403  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4404  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4405  * made visible again.
4406  *
4407  * The current implementation only resets the essential configurations.
4408  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4409  */
4410 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4411 {
4412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4413
4414         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4415         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4416         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4417         memcg->low = 0;
4418         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4419         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4420         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4421 }
4422
4423 #ifdef CONFIG_MMU
4424 /* Handlers for move charge at task migration. */
4425 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4426 {
4427         int ret;
4428
4429         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4430         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4431         if (!ret) {
4432                 mc.precharge += count;
4433                 return ret;
4434         }
4435
4436         /* Try charges one by one with reclaim */
4437         while (count--) {
4438                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4439                 if (ret)
4440                         return ret;
4441                 mc.precharge++;
4442                 cond_resched();
4443         }
4444         return 0;
4445 }
4446
4447 /**
4448  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4449  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4450  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4451  * @ptent: the pte to be checked
4452  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4453  *
4454  * Returns
4455  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4456  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4457  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4458  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4459  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4460  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4461  *     in target->ent.
4462  *
4463  * Called with pte lock held.
4464  */
4465 union mc_target {
4466         struct page     *page;
4467         swp_entry_t     ent;
4468 };
4469
4470 enum mc_target_type {
4471         MC_TARGET_NONE = 0,
4472         MC_TARGET_PAGE,
4473         MC_TARGET_SWAP,
4474 };
4475
4476 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4477                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4478 {
4479         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4480
4481         if (!page || !page_mapped(page))
4482                 return NULL;
4483         if (PageAnon(page)) {
4484                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4485                         return NULL;
4486         } else {
4487                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4488                         return NULL;
4489         }
4490         if (!get_page_unless_zero(page))
4491                 return NULL;
4492
4493         return page;
4494 }
4495
4496 #ifdef CONFIG_SWAP
4497 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4498                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4499 {
4500         struct page *page = NULL;
4501         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4502
4503         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4504                 return NULL;
4505         /*
4506          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4507          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4508          */
4509         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4510         if (do_swap_account)
4511                 entry->val = ent.val;
4512
4513         return page;
4514 }
4515 #else
4516 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4517                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4518 {
4519         return NULL;
4520 }
4521 #endif
4522
4523 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4524                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4525 {
4526         struct page *page = NULL;
4527         struct address_space *mapping;
4528         pgoff_t pgoff;
4529
4530         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4531                 return NULL;
4532         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4533                 return NULL;
4534
4535         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4536         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4537
4538         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4539 #ifdef CONFIG_SWAP
4540         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4541         if (shmem_mapping(mapping)) {
4542                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4543                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4544                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4545                         if (do_swap_account)
4546                                 *entry = swp;
4547                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4548                 }
4549         } else
4550                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4551 #else
4552         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4553 #endif
4554         return page;
4555 }
4556
4557 /**
4558  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4559  * @page: the page
4560  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4561  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4562  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4563  *
4564  * The caller must confirm following.
4565  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4566  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4567  *
4568  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4569  * from old cgroup.
4570  */
4571 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4572                                    unsigned int nr_pages,
4573                                    struct mem_cgroup *from,
4574                                    struct mem_cgroup *to)
4575 {
4576         unsigned long flags;
4577         int ret;
4578         bool anon;
4579
4580         VM_BUG_ON(from == to);
4581         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4582         /*
4583          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4584          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4585          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4586          * hold it.
4587          */
4588         ret = -EBUSY;
4589         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4590                 goto out;
4591
4592         /*
4593          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4594          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4595          */
4596         if (!trylock_page(page))
4597                 goto out;
4598
4599         ret = -EINVAL;
4600         if (page->mem_cgroup != from)
4601                 goto out_unlock;
4602
4603         anon = PageAnon(page);
4604
4605         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4606
4607         if (!anon && page_mapped(page)) {
4608                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4609                                nr_pages);
4610                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4611                                nr_pages);
4612         }
4613
4614         /*
4615          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4616          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4617          * So mapping should be stable for dirty pages.
4618          */
4619         if (!anon && PageDirty(page)) {
4620                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4621
4622                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4623                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4624                                        nr_pages);
4625                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4626                                        nr_pages);
4627                 }
4628         }
4629
4630         if (PageWriteback(page)) {
4631                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4632                                nr_pages);
4633                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4634                                nr_pages);
4635         }
4636
4637         /*
4638          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4639          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4640          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4641          */
4642
4643         /* caller should have done css_get */
4644         page->mem_cgroup = to;
4645         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4646
4647         ret = 0;
4648
4649         local_irq_disable();
4650         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4651         memcg_check_events(to, page);
4652         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4653         memcg_check_events(from, page);
4654         local_irq_enable();
4655 out_unlock:
4656         unlock_page(page);
4657 out:
4658         return ret;
4659 }
4660
4661 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4662                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4663 {
4664         struct page *page = NULL;
4665         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4666         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4667
4668         if (pte_present(ptent))
4669                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4670         else if (is_swap_pte(ptent))
4671                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4672         else if (pte_none(ptent))
4673                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4674
4675         if (!page && !ent.val)
4676                 return ret;
4677         if (page) {
4678                 /*
4679                  * Do only loose check w/o serialization.
4680                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4681                  * not under LRU exclusion.
4682                  */
4683                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4684                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4685                         if (target)
4686                                 target->page = page;
4687                 }
4688                 if (!ret || !target)
4689                         put_page(page);
4690         }
4691         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4692         if (ent.val && !ret &&
4693             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4694                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4695                 if (target)
4696                         target->ent = ent;
4697         }
4698         return ret;
4699 }
4700
4701 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4702 /*
4703  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4704  * support them for now.
4705  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4706  */
4707 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4708                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4709 {
4710         struct page *page = NULL;
4711         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4712
4713         page = pmd_page(pmd);
4714         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4715         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4716                 return ret;
4717         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4718                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4719                 if (target) {
4720                         get_page(page);
4721                         target->page = page;
4722                 }
4723         }
4724         return ret;
4725 }
4726 #else
4727 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4728                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4729 {
4730         return MC_TARGET_NONE;
4731 }
4732 #endif
4733
4734 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4735                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4736                                         struct mm_walk *walk)
4737 {
4738         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4739         pte_t *pte;
4740         spinlock_t *ptl;
4741
4742         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4743                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4744                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4745                 spin_unlock(ptl);
4746                 return 0;
4747         }
4748
4749         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4750                 return 0;
4751         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4752         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4753                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4754                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4755         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4756         cond_resched();
4757
4758         return 0;
4759 }
4760
4761 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4762 {
4763         unsigned long precharge;
4764
4765         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4766                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4767                 .mm = mm,
4768         };
4769         down_read(&mm->mmap_sem);
4770         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4771         up_read(&mm->mmap_sem);
4772
4773         precharge = mc.precharge;
4774         mc.precharge = 0;
4775
4776         return precharge;
4777 }
4778
4779 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4780 {
4781         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4782
4783         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4784         mc.moving_task = current;
4785         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4786 }
4787
4788 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4789 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4790 {
4791         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4792         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4793
4794         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4795         if (mc.precharge) {
4796                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4797                 mc.precharge = 0;
4798         }
4799         /*
4800          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4801          * we must uncharge here.
4802          */
4803         if (mc.moved_charge) {
4804                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4805                 mc.moved_charge = 0;
4806         }
4807         /* we must fixup refcnts and charges */
4808         if (mc.moved_swap) {
4809                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4810                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4811                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4812
4813                 /*
4814                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4815                  * should uncharge to->memory.
4816                  */
4817                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4818                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4819
4820                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4821
4822                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4823                 mc.moved_swap = 0;
4824         }
4825         memcg_oom_recover(from);
4826         memcg_oom_recover(to);
4827         wake_up_all(&mc.waitq);
4828 }
4829
4830 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4831 {
4832         /*
4833          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4834          * task migration.
4835          */
4836         mc.moving_task = NULL;
4837         __mem_cgroup_clear_mc();
4838         spin_lock(&mc.lock);
4839         mc.from = NULL;
4840         mc.to = NULL;
4841         spin_unlock(&mc.lock);
4842 }
4843
4844 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4845 {
4846         struct cgroup_subsys_state *css;
4847         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4848         struct mem_cgroup *from;
4849         struct task_struct *leader, *p;
4850         struct mm_struct *mm;
4851         unsigned long move_flags;
4852         int ret = 0;
4853
4854         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4855         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4856                 return 0;
4857
4858         /*
4859          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4860          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4861          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4862          * multiple.
4863          */
4864         p = NULL;
4865         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4866                 WARN_ON_ONCE(p);
4867                 p = leader;
4868                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4869         }
4870         if (!p)
4871                 return 0;
4872
4873         /*
4874          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4875          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4876          * So we need to save it, and keep it going.
4877          */
4878         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4879         if (!move_flags)
4880                 return 0;
4881
4882         from = mem_cgroup_from_task(p);
4883
4884         VM_BUG_ON(from == memcg);
4885
4886         mm = get_task_mm(p);
4887         if (!mm)
4888                 return 0;
4889         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4890         if (mm->owner == p) {
4891                 VM_BUG_ON(mc.from);
4892                 VM_BUG_ON(mc.to);
4893                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4894                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4895                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4896
4897                 spin_lock(&mc.lock);
4898                 mc.from = from;
4899                 mc.to = memcg;
4900                 mc.flags = move_flags;
4901                 spin_unlock(&mc.lock);
4902                 /* We set mc.moving_task later */
4903
4904                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4905                 if (ret)
4906                         mem_cgroup_clear_mc();
4907         }
4908         mmput(mm);
4909         return ret;
4910 }
4911
4912 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4913 {
4914         if (mc.to)
4915                 mem_cgroup_clear_mc();
4916 }
4917
4918 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4919                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4920                                 struct mm_walk *walk)
4921 {
4922         int ret = 0;
4923         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4924         pte_t *pte;
4925         spinlock_t *ptl;
4926         enum mc_target_type target_type;
4927         union mc_target target;
4928         struct page *page;
4929
4930         /*
4931          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4932          * happens because:
4933          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4934          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4935          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4936          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4937          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4938          *    part of thp split is not executed yet.
4939          */
4940         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4941                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4942                         spin_unlock(ptl);
4943                         return 0;
4944                 }
4945                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4946                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4947                         page = target.page;
4948                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4949                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4950                                                              mc.from, mc.to)) {
4951                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4952                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4953                                 }
4954                                 putback_lru_page(page);
4955                         }
4956                         put_page(page);
4957                 }
4958                 spin_unlock(ptl);
4959                 return 0;
4960         }
4961
4962         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4963                 return 0;
4964 retry:
4965         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4966         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4967                 pte_t ptent = *(pte++);
4968                 swp_entry_t ent;
4969
4970                 if (!mc.precharge)
4971                         break;
4972
4973                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4974                 case MC_TARGET_PAGE:
4975                         page = target.page;
4976                         if (isolate_lru_page(page))
4977                                 goto put;
4978                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4979                                 mc.precharge--;
4980                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4981                                 mc.moved_charge++;
4982                         }
4983                         putback_lru_page(page);
4984 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4985                         put_page(page);
4986                         break;
4987                 case MC_TARGET_SWAP:
4988                         ent = target.ent;
4989                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4990                                 mc.precharge--;
4991                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4992                                 mc.moved_swap++;
4993                         }
4994                         break;
4995                 default:
4996                         break;
4997                 }
4998         }
4999         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5000         cond_resched();
5001
5002         if (addr != end) {
5003                 /*
5004                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5005                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5006                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5007                  * phase.
5008                  */
5009                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5010                 if (!ret)
5011                         goto retry;
5012         }
5013
5014         return ret;
5015 }
5016
5017 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5018 {
5019         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5020                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5021                 .mm = mm,
5022         };
5023
5024         lru_add_drain_all();
5025         /*
5026          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5027          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5028          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5029          */
5030         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5031         synchronize_rcu();
5032 retry:
5033         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5034                 /*
5035                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5036                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5037                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5038                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5039                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5040                  */
5041                 __mem_cgroup_clear_mc();
5042                 cond_resched();
5043                 goto retry;
5044         }
5045         /*
5046          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5047          * additional charge, the page walk just aborts.
5048          */
5049         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5050         up_read(&mm->mmap_sem);
5051         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5052 }
5053
5054 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5055 {
5056         struct cgroup_subsys_state *css;
5057         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
5058         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5059
5060         if (mm) {
5061                 if (mc.to)
5062                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5063                 mmput(mm);
5064         }
5065         if (mc.to)
5066                 mem_cgroup_clear_mc();
5067 }
5068 #else   /* !CONFIG_MMU */
5069 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5070 {
5071         return 0;
5072 }
5073 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5074 {
5075 }
5076 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5077 {
5078 }
5079 #endif
5080
5081 /*
5082  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5083  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5084  * attempt.
5085  */
5086 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5087 {
5088         /*
5089          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5090          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5091          * on for the root memcg is enough.
5092          */
5093         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5094                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5095         else
5096                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5097 }
5098
5099 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5100                                struct cftype *cft)
5101 {
5102         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5103
5104         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5105 }
5106
5107 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5108 {
5109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5110         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5111
5112         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5113                 seq_puts(m, "max\n");
5114         else
5115                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5116
5117         return 0;
5118 }
5119
5120 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5121                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5122 {
5123         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5124         unsigned long low;
5125         int err;
5126
5127         buf = strstrip(buf);
5128         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5129         if (err)
5130                 return err;
5131
5132         memcg->low = low;
5133
5134         return nbytes;
5135 }
5136
5137 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5138 {
5139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5140         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5141
5142         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5143                 seq_puts(m, "max\n");
5144         else
5145                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5146
5147         return 0;
5148 }
5149
5150 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5151                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5152 {
5153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5154         unsigned long high;
5155         int err;
5156
5157         buf = strstrip(buf);
5158         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5159         if (err)
5160                 return err;
5161
5162         memcg->high = high;
5163
5164         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5165         return nbytes;
5166 }
5167
5168 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5169 {
5170         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5171         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5172
5173         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5174                 seq_puts(m, "max\n");
5175         else
5176                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5177
5178         return 0;
5179 }
5180
5181 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5182                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5183 {
5184         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5185         unsigned long max;
5186         int err;
5187
5188         buf = strstrip(buf);
5189         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5190         if (err)
5191                 return err;
5192
5193         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5194         if (err)
5195                 return err;
5196
5197         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5198         return nbytes;
5199 }
5200
5201 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5202 {
5203         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5204
5205         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5206         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5207         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5208         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5209
5210         return 0;
5211 }
5212
5213 static struct cftype memory_files[] = {
5214         {
5215                 .name = "current",
5216                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5217                 .read_u64 = memory_current_read,
5218         },
5219         {
5220                 .name = "low",
5221                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5222                 .seq_show = memory_low_show,
5223                 .write = memory_low_write,
5224         },
5225         {
5226                 .name = "high",
5227                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5228                 .seq_show = memory_high_show,
5229                 .write = memory_high_write,
5230         },
5231         {
5232                 .name = "max",
5233                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5234                 .seq_show = memory_max_show,
5235                 .write = memory_max_write,
5236         },
5237         {
5238                 .name = "events",
5239                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5240                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5241                 .seq_show = memory_events_show,
5242         },
5243         { }     /* terminate */
5244 };
5245
5246 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5247         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5248         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5249         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5250         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5251         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5252         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5253         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5254         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5255         .attach = mem_cgroup_move_task,
5256         .bind = mem_cgroup_bind,
5257         .dfl_cftypes = memory_files,
5258         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5259         .early_init = 0,
5260 };
5261
5262 /**
5263  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5264  * @root: the highest ancestor to consider
5265  * @memcg: the memory cgroup to check
5266  *
5267  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5268  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5269  */
5270 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5271 {
5272         if (mem_cgroup_disabled())
5273                 return false;
5274
5275         /*
5276          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5277          * it's never low when looked at directly, and it is not
5278          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5279          */
5280
5281         if (memcg == root_mem_cgroup)
5282                 return false;
5283
5284         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5285                 return false;
5286
5287         while (memcg != root) {
5288                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5289
5290                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5291                         break;
5292
5293                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5294                         return false;
5295         }
5296         return true;
5297 }
5298
5299 /**
5300  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5301  * @page: page to charge
5302  * @mm: mm context of the victim
5303  * @gfp_mask: reclaim mode
5304  * @memcgp: charged memcg return
5305  *
5306  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5307  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5308  *
5309  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5310  * Otherwise, an error code is returned.
5311  *
5312  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5313  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5314  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5315  */
5316 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5317                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5318 {
5319         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5320         unsigned int nr_pages = 1;
5321         int ret = 0;
5322
5323         if (mem_cgroup_disabled())
5324                 goto out;
5325
5326         if (PageSwapCache(page)) {
5327                 /*
5328                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5329                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5330                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5331                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5332                  * in turn serializes uncharging.
5333                  */
5334                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5335                 if (page->mem_cgroup)
5336                         goto out;
5337
5338                 if (do_swap_account) {
5339                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5340                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5341
5342                         rcu_read_lock();
5343                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5344                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5345                                 memcg = NULL;
5346                         rcu_read_unlock();
5347                 }
5348         }
5349
5350         if (PageTransHuge(page)) {
5351                 nr_pages <<= compound_order(page);
5352                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5353         }
5354
5355         if (!memcg)
5356                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5357
5358         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5359
5360         css_put(&memcg->css);
5361 out:
5362         *memcgp = memcg;
5363         return ret;
5364 }
5365
5366 /**
5367  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5368  * @page: page to charge
5369  * @memcg: memcg to charge the page to
5370  * @lrucare: page might be on LRU already
5371  *
5372  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5373  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5374  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5375  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5376  *
5377  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5378  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5379  *
5380  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5381  */
5382 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5383                               bool lrucare)
5384 {
5385         unsigned int nr_pages = 1;
5386
5387         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5388         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5389
5390         if (mem_cgroup_disabled())
5391                 return;
5392         /*
5393          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5394          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5395          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5396          */
5397         if (!memcg)
5398                 return;
5399
5400         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5401
5402         if (PageTransHuge(page)) {
5403                 nr_pages <<= compound_order(page);
5404                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5405         }
5406
5407         local_irq_disable();
5408         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5409         memcg_check_events(memcg, page);
5410         local_irq_enable();
5411
5412         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5413                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5414                 /*
5415                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5416                  * let's not wait for it.  The page already received a
5417                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5418                  */
5419                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5420         }
5421 }
5422
5423 /**
5424  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5425  * @page: page to charge
5426  * @memcg: memcg to charge the page to
5427  *
5428  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5429  */
5430 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5431 {
5432         unsigned int nr_pages = 1;
5433
5434         if (mem_cgroup_disabled())
5435                 return;
5436         /*
5437          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5438          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5439          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5440          */
5441         if (!memcg)
5442                 return;
5443
5444         if (PageTransHuge(page)) {
5445                 nr_pages <<= compound_order(page);
5446                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5447         }
5448
5449         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5450 }
5451
5452 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5453                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5454                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5455 {
5456         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5457         unsigned long flags;
5458
5459         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5460                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5461                 if (do_swap_account)
5462                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5463                 memcg_oom_recover(memcg);
5464         }
5465
5466         local_irq_save(flags);
5467         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5468         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5469         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5470         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5471         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5472         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5473         local_irq_restore(flags);
5474
5475         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5476                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5477 }
5478
5479 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5480 {
5481         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5482         unsigned long nr_anon = 0;
5483         unsigned long nr_file = 0;
5484         unsigned long nr_huge = 0;
5485         unsigned long pgpgout = 0;
5486         struct list_head *next;
5487         struct page *page;
5488
5489         next = page_list->next;
5490         do {
5491                 unsigned int nr_pages = 1;
5492
5493                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5494                 next = page->lru.next;
5495
5496                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5497                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5498
5499                 if (!page->mem_cgroup)
5500                         continue;
5501
5502                 /*
5503                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5504                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5505                  * exclusive access to the page.
5506                  */
5507
5508                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5509                         if (memcg) {
5510                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5511                                                nr_huge, page);
5512                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5513                         }
5514                         memcg = page->mem_cgroup;
5515                 }
5516
5517                 if (PageTransHuge(page)) {
5518                         nr_pages <<= compound_order(page);
5519                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5520                         nr_huge += nr_pages;
5521                 }
5522
5523                 if (PageAnon(page))
5524                         nr_anon += nr_pages;
5525                 else
5526                         nr_file += nr_pages;
5527
5528                 page->mem_cgroup = NULL;
5529
5530                 pgpgout++;
5531         } while (next != page_list);
5532
5533         if (memcg)
5534                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5535                                nr_huge, page);
5536 }
5537
5538 /**
5539  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5540  * @page: page to uncharge
5541  *
5542  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5543  * mem_cgroup_commit_charge().
5544  */
5545 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5546 {
5547         if (mem_cgroup_disabled())
5548                 return;
5549
5550         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5551         if (!page->mem_cgroup)
5552                 return;
5553
5554         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5555         uncharge_list(&page->lru);
5556 }
5557
5558 /**
5559  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5560  * @page_list: list of pages to uncharge
5561  *
5562  * Uncharge a list of pages previously charged with
5563  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5564  */
5565 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5566 {
5567         if (mem_cgroup_disabled())
5568                 return;
5569
5570         if (!list_empty(page_list))
5571                 uncharge_list(page_list);
5572 }
5573
5574 /**
5575  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5576  * @oldpage: currently charged page
5577  * @newpage: page to transfer the charge to
5578  *
5579  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5580  *
5581  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5582  * Either or both pages might be on the LRU already.
5583  */
5584 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5585 {
5586         struct mem_cgroup *memcg;
5587         int isolated;
5588
5589         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5590         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5591         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5592         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5593                        newpage);
5594
5595         if (mem_cgroup_disabled())
5596                 return;
5597
5598         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5599         if (newpage->mem_cgroup)
5600                 return;
5601
5602         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5603         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5604         if (!memcg)
5605                 return;
5606
5607         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5608         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5609         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5610
5611         commit_charge(newpage, memcg, true);
5612 }
5613
5614 /*
5615  * subsys_initcall() for memory controller.
5616  *
5617  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5618  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5619  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5620  * be initialized from here.
5621  */
5622 static int __init mem_cgroup_init(void)
5623 {
5624         int cpu, node;
5625
5626         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5627
5628         for_each_possible_cpu(cpu)
5629                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5630                           drain_local_stock);
5631
5632         for_each_node(node) {
5633                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5634                 int zone;
5635
5636                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5637                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5638
5639                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5640                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5641
5642                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5643                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5644                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5645                 }
5646                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5647         }
5648
5649         return 0;
5650 }
5651 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5652
5653 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5654 /**
5655  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5656  * @page: page whose memsw charge to transfer
5657  * @entry: swap entry to move the charge to
5658  *
5659  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5660  */
5661 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5662 {
5663         struct mem_cgroup *memcg;
5664         unsigned short oldid;
5665
5666         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5667         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5668
5669         if (!do_swap_account)
5670                 return;
5671
5672         memcg = page->mem_cgroup;
5673
5674         /* Readahead page, never charged */
5675         if (!memcg)
5676                 return;
5677
5678         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5679         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5680         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5681
5682         page->mem_cgroup = NULL;
5683
5684         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5685                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5686
5687         /*
5688          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5689          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5690          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5691          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5692          */
5693         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5694         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5695         memcg_check_events(memcg, page);
5696 }
5697
5698 /**
5699  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5700  * @entry: swap entry to uncharge
5701  *
5702  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5703  */
5704 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5705 {
5706         struct mem_cgroup *memcg;
5707         unsigned short id;
5708
5709         if (!do_swap_account)
5710                 return;
5711
5712         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5713         rcu_read_lock();
5714         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5715         if (memcg) {
5716                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5717                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5718                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5719                 css_put(&memcg->css);
5720         }
5721         rcu_read_unlock();
5722 }
5723
5724 /* for remember boot option*/
5725 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5726 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5727 #else
5728 static int really_do_swap_account __initdata;
5729 #endif
5730
5731 static int __init enable_swap_account(char *s)
5732 {
5733         if (!strcmp(s, "1"))
5734                 really_do_swap_account = 1;
5735         else if (!strcmp(s, "0"))
5736                 really_do_swap_account = 0;
5737         return 1;
5738 }
5739 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5740
5741 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5742         {
5743                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5744                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5745                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5746         },
5747         {
5748                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5749                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5750                 .write = mem_cgroup_reset,
5751                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5752         },
5753         {
5754                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5755                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5756                 .write = mem_cgroup_write,
5757                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5758         },
5759         {
5760                 .name = "memsw.failcnt",
5761                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5762                 .write = mem_cgroup_reset,
5763                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5764         },
5765         { },    /* terminate */
5766 };
5767
5768 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5769 {
5770         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5771                 do_swap_account = 1;
5772                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5773                                                   memsw_cgroup_files));
5774         }
5775         return 0;
5776 }
5777 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5778
5779 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */