]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm: memcontrol: let mem_cgroup_move_account() have effect only if MMU enabled
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include <net/tcp_memcontrol.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
79 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80
81 /* Whether the swap controller is active */
82 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
83 int do_swap_account __read_mostly;
84 #else
85 #define do_swap_account         0
86 #endif
87
88 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
89         "cache",
90         "rss",
91         "rss_huge",
92         "mapped_file",
93         "writeback",
94         "swap",
95 };
96
97 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
98         "pgpgin",
99         "pgpgout",
100         "pgfault",
101         "pgmajfault",
102 };
103
104 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
105         "inactive_anon",
106         "active_anon",
107         "inactive_file",
108         "active_file",
109         "unevictable",
110 };
111
112 /*
113  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
114  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
115  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
116  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
117  */
118 enum mem_cgroup_events_target {
119         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
120         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
121         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
122         MEM_CGROUP_NTARGETS,
123 };
124 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
125 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
126 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
127
128 struct mem_cgroup_stat_cpu {
129         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
130         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
131         unsigned long nr_page_events;
132         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
133 };
134
135 struct reclaim_iter {
136         struct mem_cgroup *position;
137         /* scan generation, increased every round-trip */
138         unsigned int generation;
139 };
140
141 /*
142  * per-zone information in memory controller.
143  */
144 struct mem_cgroup_per_zone {
145         struct lruvec           lruvec;
146         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
147
148         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
149
150         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
151         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
152                                                 /* the soft limit is exceeded*/
153         bool                    on_tree;
154         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
155                                                 /* use container_of        */
156 };
157
158 struct mem_cgroup_per_node {
159         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
160 };
161
162 /*
163  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
164  * their hierarchy representation
165  */
166
167 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
168         struct rb_root rb_root;
169         spinlock_t lock;
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree_per_node {
173         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
174 };
175
176 struct mem_cgroup_tree {
177         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
178 };
179
180 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
181
182 struct mem_cgroup_threshold {
183         struct eventfd_ctx *eventfd;
184         unsigned long threshold;
185 };
186
187 /* For threshold */
188 struct mem_cgroup_threshold_ary {
189         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
190         int current_threshold;
191         /* Size of entries[] */
192         unsigned int size;
193         /* Array of thresholds */
194         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
195 };
196
197 struct mem_cgroup_thresholds {
198         /* Primary thresholds array */
199         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
200         /*
201          * Spare threshold array.
202          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
203          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
204          */
205         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
206 };
207
208 /* for OOM */
209 struct mem_cgroup_eventfd_list {
210         struct list_head list;
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212 };
213
214 /*
215  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
216  */
217 struct mem_cgroup_event {
218         /*
219          * memcg which the event belongs to.
220          */
221         struct mem_cgroup *memcg;
222         /*
223          * eventfd to signal userspace about the event.
224          */
225         struct eventfd_ctx *eventfd;
226         /*
227          * Each of these stored in a list by the cgroup.
228          */
229         struct list_head list;
230         /*
231          * register_event() callback will be used to add new userspace
232          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
233          * on eventfd to send notification to userspace.
234          */
235         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
236                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
237         /*
238          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
239          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
240          * if you want provide notification functionality.
241          */
242         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
243                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
244         /*
245          * All fields below needed to unregister event when
246          * userspace closes eventfd.
247          */
248         poll_table pt;
249         wait_queue_head_t *wqh;
250         wait_queue_t wait;
251         struct work_struct remove;
252 };
253
254 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
255 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
256
257 /*
258  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
259  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
260  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
261  * to help the administrator determine what knobs to tune.
262  *
263  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
264  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
265  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
266  * a feature that will be implemented much later in the future.
267  */
268 struct mem_cgroup {
269         struct cgroup_subsys_state css;
270
271         /* Accounted resources */
272         struct page_counter memory;
273         struct page_counter memsw;
274         struct page_counter kmem;
275
276         /* Normal memory consumption range */
277         unsigned long low;
278         unsigned long high;
279
280         unsigned long soft_limit;
281
282         /* vmpressure notifications */
283         struct vmpressure vmpressure;
284
285         /* css_online() has been completed */
286         int initialized;
287
288         /*
289          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
290          */
291         bool use_hierarchy;
292
293         bool            oom_lock;
294         atomic_t        under_oom;
295         atomic_t        oom_wakeups;
296
297         int     swappiness;
298         /* OOM-Killer disable */
299         int             oom_kill_disable;
300
301         /* protect arrays of thresholds */
302         struct mutex thresholds_lock;
303
304         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
305         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
306
307         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
308         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
309
310         /* For oom notifier event fd */
311         struct list_head oom_notify;
312
313         /*
314          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
315          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
316          */
317         unsigned long move_charge_at_immigrate;
318         /*
319          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
320          */
321         atomic_t                moving_account;
322         /* taken only while moving_account > 0 */
323         spinlock_t              move_lock;
324         struct task_struct      *move_lock_task;
325         unsigned long           move_lock_flags;
326         /*
327          * percpu counter.
328          */
329         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
330         /*
331          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
332          * See mem_cgroup_read_stat().
333          */
334         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
335         spinlock_t pcp_counter_lock;
336
337 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
338         struct cg_proto tcp_mem;
339 #endif
340 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
341         /* Index in the kmem_cache->memcg_params.memcg_caches array */
342         int kmemcg_id;
343         bool kmem_acct_activated;
344         bool kmem_acct_active;
345 #endif
346
347         int last_scanned_node;
348 #if MAX_NUMNODES > 1
349         nodemask_t      scan_nodes;
350         atomic_t        numainfo_events;
351         atomic_t        numainfo_updating;
352 #endif
353
354         /* List of events which userspace want to receive */
355         struct list_head event_list;
356         spinlock_t event_list_lock;
357
358         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
359         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
360 };
361
362 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
363 bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
364 {
365         return memcg->kmem_acct_active;
366 }
367 #endif
368
369 /* Stuffs for move charges at task migration. */
370 /*
371  * Types of charges to be moved.
372  */
373 #define MOVE_ANON       0x1U
374 #define MOVE_FILE       0x2U
375 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
376
377 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
378 static struct move_charge_struct {
379         spinlock_t        lock; /* for from, to */
380         struct mem_cgroup *from;
381         struct mem_cgroup *to;
382         unsigned long flags;
383         unsigned long precharge;
384         unsigned long moved_charge;
385         unsigned long moved_swap;
386         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
387         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
388 } mc = {
389         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
390         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
391 };
392
393 /*
394  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
395  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
396  */
397 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
398 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
399
400 enum charge_type {
401         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
402         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
403         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
404         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
405         NR_CHARGE_TYPE,
406 };
407
408 /* for encoding cft->private value on file */
409 enum res_type {
410         _MEM,
411         _MEMSWAP,
412         _OOM_TYPE,
413         _KMEM,
414 };
415
416 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
417 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
418 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
419 /* Used for OOM nofiier */
420 #define OOM_CONTROL             (0)
421
422 /*
423  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
424  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
425  * appearing has to hold it as well.
426  */
427 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
428
429 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
430 {
431         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
432 }
433
434 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
435 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         if (!memcg)
438                 memcg = root_mem_cgroup;
439         return &memcg->vmpressure;
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
443 {
444         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
445 }
446
447 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
448 {
449         return (memcg == root_mem_cgroup);
450 }
451
452 /*
453  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
454  * an unsigned short.
455  */
456 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
457
458 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
459 {
460         return memcg->css.id;
461 }
462
463 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
464 {
465         struct cgroup_subsys_state *css;
466
467         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
468         return mem_cgroup_from_css(css);
469 }
470
471 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
472 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
473
474 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
475 {
476         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
477                 struct mem_cgroup *memcg;
478                 struct cg_proto *cg_proto;
479
480                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
481
482                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
483                  * filled. It won't however, necessarily happen from
484                  * process context. So the test for root memcg given
485                  * the current task's memcg won't help us in this case.
486                  *
487                  * Respecting the original socket's memcg is a better
488                  * decision in this case.
489                  */
490                 if (sk->sk_cgrp) {
491                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
492                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
493                         return;
494                 }
495
496                 rcu_read_lock();
497                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
498                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
499                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
500                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
501                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
502                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
503                 }
504                 rcu_read_unlock();
505         }
506 }
507 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
508
509 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
510 {
511         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
512                 struct mem_cgroup *memcg;
513                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
514                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
515                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
516         }
517 }
518
519 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
520 {
521         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
522                 return NULL;
523
524         return &memcg->tcp_mem;
525 }
526 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
527
528 #endif
529
530 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
531 /*
532  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
533  * The main reason for not using cgroup id for this:
534  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
535  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
536  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
537  *  200 entry array for that.
538  *
539  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
540  * will double each time we have to increase it.
541  */
542 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
543 int memcg_nr_cache_ids;
544
545 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
546 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
547
548 void memcg_get_cache_ids(void)
549 {
550         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
551 }
552
553 void memcg_put_cache_ids(void)
554 {
555         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
556 }
557
558 /*
559  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
560  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
561  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
562  * tunable, but that is strictly not necessary.
563  *
564  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
565  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
566  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
567  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
568  * increase ours as well if it increases.
569  */
570 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
571 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
572
573 /*
574  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
575  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
576  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
577  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
578  */
579 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
580 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
581
582 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
583
584 static struct mem_cgroup_per_zone *
585 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
586 {
587         int nid = zone_to_nid(zone);
588         int zid = zone_idx(zone);
589
590         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
591 }
592
593 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
594 {
595         return &memcg->css;
596 }
597
598 static struct mem_cgroup_per_zone *
599 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
600 {
601         int nid = page_to_nid(page);
602         int zid = page_zonenum(page);
603
604         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
605 }
606
607 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
608 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
609 {
610         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
611 }
612
613 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
614 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
615 {
616         int nid = page_to_nid(page);
617         int zid = page_zonenum(page);
618
619         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
620 }
621
622 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
623                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
624                                          unsigned long new_usage_in_excess)
625 {
626         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
627         struct rb_node *parent = NULL;
628         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
629
630         if (mz->on_tree)
631                 return;
632
633         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
634         if (!mz->usage_in_excess)
635                 return;
636         while (*p) {
637                 parent = *p;
638                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
639                                         tree_node);
640                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
641                         p = &(*p)->rb_left;
642                 /*
643                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
644                  * limit by the same amount
645                  */
646                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
647                         p = &(*p)->rb_right;
648         }
649         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
650         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
651         mz->on_tree = true;
652 }
653
654 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
655                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
656 {
657         if (!mz->on_tree)
658                 return;
659         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
660         mz->on_tree = false;
661 }
662
663 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
664                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
665 {
666         unsigned long flags;
667
668         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
669         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
670         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
671 }
672
673 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
674 {
675         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
676         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
677         unsigned long excess = 0;
678
679         if (nr_pages > soft_limit)
680                 excess = nr_pages - soft_limit;
681
682         return excess;
683 }
684
685 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
686 {
687         unsigned long excess;
688         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
689         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
690
691         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
692         /*
693          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
694          * because their event counter is not touched.
695          */
696         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
697                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
698                 excess = soft_limit_excess(memcg);
699                 /*
700                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
701                  * mem is over its softlimit.
702                  */
703                 if (excess || mz->on_tree) {
704                         unsigned long flags;
705
706                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
707                         /* if on-tree, remove it */
708                         if (mz->on_tree)
709                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
710                         /*
711                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
712                          * If excess is 0, no tree ops.
713                          */
714                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
715                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
716                 }
717         }
718 }
719
720 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
721 {
722         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
723         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
724         int nid, zid;
725
726         for_each_node(nid) {
727                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
728                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
729                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
730                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
731                 }
732         }
733 }
734
735 static struct mem_cgroup_per_zone *
736 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
737 {
738         struct rb_node *rightmost = NULL;
739         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
740
741 retry:
742         mz = NULL;
743         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
744         if (!rightmost)
745                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
746
747         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
748         /*
749          * Remove the node now but someone else can add it back,
750          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
751          * position in the tree.
752          */
753         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
754         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
755             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
756                 goto retry;
757 done:
758         return mz;
759 }
760
761 static struct mem_cgroup_per_zone *
762 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
763 {
764         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
765
766         spin_lock_irq(&mctz->lock);
767         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
768         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
769         return mz;
770 }
771
772 /*
773  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
774  *
775  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
776  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
777  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
778  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
779  *
780  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
781  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
782  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
783  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
784  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
785  *
786  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
787  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
788  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
789  * implemented.
790  */
791 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
792                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
793 {
794         long val = 0;
795         int cpu;
796
797         get_online_cpus();
798         for_each_online_cpu(cpu)
799                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
800 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
801         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
802         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
803         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
804 #endif
805         put_online_cpus();
806         return val;
807 }
808
809 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
810                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
811 {
812         unsigned long val = 0;
813         int cpu;
814
815         get_online_cpus();
816         for_each_online_cpu(cpu)
817                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
818 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
819         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
820         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
821         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
822 #endif
823         put_online_cpus();
824         return val;
825 }
826
827 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
828                                          struct page *page,
829                                          int nr_pages)
830 {
831         /*
832          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
833          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
834          */
835         if (PageAnon(page))
836                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
837                                 nr_pages);
838         else
839                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
840                                 nr_pages);
841
842         if (PageTransHuge(page))
843                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
844                                 nr_pages);
845
846         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
847         if (nr_pages > 0)
848                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
849         else {
850                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
851                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
852         }
853
854         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
855 }
856
857 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
858 {
859         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
860
861         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
862         return mz->lru_size[lru];
863 }
864
865 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
866                                                   int nid,
867                                                   unsigned int lru_mask)
868 {
869         unsigned long nr = 0;
870         int zid;
871
872         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
873
874         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
875                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
876                 enum lru_list lru;
877
878                 for_each_lru(lru) {
879                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
880                                 continue;
881                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
882                         nr += mz->lru_size[lru];
883                 }
884         }
885         return nr;
886 }
887
888 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
889                         unsigned int lru_mask)
890 {
891         unsigned long nr = 0;
892         int nid;
893
894         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
895                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
896         return nr;
897 }
898
899 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
900                                        enum mem_cgroup_events_target target)
901 {
902         unsigned long val, next;
903
904         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
905         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
906         /* from time_after() in jiffies.h */
907         if ((long)next - (long)val < 0) {
908                 switch (target) {
909                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
910                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
911                         break;
912                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
913                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
914                         break;
915                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
916                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
917                         break;
918                 default:
919                         break;
920                 }
921                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
922                 return true;
923         }
924         return false;
925 }
926
927 /*
928  * Check events in order.
929  *
930  */
931 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
932 {
933         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
934         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
935                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
936                 bool do_softlimit;
937                 bool do_numainfo __maybe_unused;
938
939                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
940                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
941 #if MAX_NUMNODES > 1
942                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
943                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
944 #endif
945                 mem_cgroup_threshold(memcg);
946                 if (unlikely(do_softlimit))
947                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
948 #if MAX_NUMNODES > 1
949                 if (unlikely(do_numainfo))
950                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
951 #endif
952         }
953 }
954
955 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
956 {
957         /*
958          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
959          * if it races with swapoff, page migration, etc.
960          * So this can be called with p == NULL.
961          */
962         if (unlikely(!p))
963                 return NULL;
964
965         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
966 }
967
968 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
969 {
970         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
971
972         rcu_read_lock();
973         do {
974                 /*
975                  * Page cache insertions can happen withou an
976                  * actual mm context, e.g. during disk probing
977                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
978                  */
979                 if (unlikely(!mm))
980                         memcg = root_mem_cgroup;
981                 else {
982                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
983                         if (unlikely(!memcg))
984                                 memcg = root_mem_cgroup;
985                 }
986         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
987         rcu_read_unlock();
988         return memcg;
989 }
990
991 /**
992  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
993  * @root: hierarchy root
994  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
995  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
996  *
997  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
998  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
999  *
1000  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1001  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1002  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1003  *
1004  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1005  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1006  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1007  */
1008 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1009                                    struct mem_cgroup *prev,
1010                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1011 {
1012         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1013         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1014         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1015         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1016
1017         if (mem_cgroup_disabled())
1018                 return NULL;
1019
1020         if (!root)
1021                 root = root_mem_cgroup;
1022
1023         if (prev && !reclaim)
1024                 pos = prev;
1025
1026         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1027                 if (prev)
1028                         goto out;
1029                 return root;
1030         }
1031
1032         rcu_read_lock();
1033
1034         if (reclaim) {
1035                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1036
1037                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1038                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1039
1040                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1041                         goto out_unlock;
1042
1043                 do {
1044                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1045                         /*
1046                          * A racing update may change the position and
1047                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1048                          * or retry to see the updated position.
1049                          */
1050                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1051         }
1052
1053         if (pos)
1054                 css = &pos->css;
1055
1056         for (;;) {
1057                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1058                 if (!css) {
1059                         /*
1060                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1061                          * new one might jump in right at the end of
1062                          * the hierarchy - make sure they see at least
1063                          * one group and restart from the beginning.
1064                          */
1065                         if (!prev)
1066                                 continue;
1067                         break;
1068                 }
1069
1070                 /*
1071                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1072                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1073                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1074                  */
1075                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1076
1077                 if (css == &root->css)
1078                         break;
1079
1080                 if (css_tryget(css)) {
1081                         /*
1082                          * Make sure the memcg is initialized:
1083                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1084                          * initialization against setting the flag.
1085                          */
1086                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1087                                 break;
1088
1089                         css_put(css);
1090                 }
1091
1092                 memcg = NULL;
1093         }
1094
1095         if (reclaim) {
1096                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1097                         if (memcg)
1098                                 css_get(&memcg->css);
1099                         if (pos)
1100                                 css_put(&pos->css);
1101                 }
1102
1103                 /*
1104                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1105                  * above.
1106                  */
1107                 if (pos)
1108                         css_put(&pos->css);
1109
1110                 if (!memcg)
1111                         iter->generation++;
1112                 else if (!prev)
1113                         reclaim->generation = iter->generation;
1114         }
1115
1116 out_unlock:
1117         rcu_read_unlock();
1118 out:
1119         if (prev && prev != root)
1120                 css_put(&prev->css);
1121
1122         return memcg;
1123 }
1124
1125 /**
1126  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1127  * @root: hierarchy root
1128  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1129  */
1130 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1131                            struct mem_cgroup *prev)
1132 {
1133         if (!root)
1134                 root = root_mem_cgroup;
1135         if (prev && prev != root)
1136                 css_put(&prev->css);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1141  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1142  * be used for reference counting.
1143  */
1144 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1145         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1146              iter != NULL;                              \
1147              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1148
1149 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1150         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1151              iter != NULL;                              \
1152              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1153
1154 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1155 {
1156         struct mem_cgroup *memcg;
1157
1158         rcu_read_lock();
1159         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1160         if (unlikely(!memcg))
1161                 goto out;
1162
1163         switch (idx) {
1164         case PGFAULT:
1165                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1166                 break;
1167         case PGMAJFAULT:
1168                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1169                 break;
1170         default:
1171                 BUG();
1172         }
1173 out:
1174         rcu_read_unlock();
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1177
1178 /**
1179  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1180  * @zone: zone of the wanted lruvec
1181  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1182  *
1183  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1184  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1185  * is disabled.
1186  */
1187 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1188                                       struct mem_cgroup *memcg)
1189 {
1190         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1191         struct lruvec *lruvec;
1192
1193         if (mem_cgroup_disabled()) {
1194                 lruvec = &zone->lruvec;
1195                 goto out;
1196         }
1197
1198         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1199         lruvec = &mz->lruvec;
1200 out:
1201         /*
1202          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1203          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1204          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1205          */
1206         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1207                 lruvec->zone = zone;
1208         return lruvec;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1213  * @page: the page
1214  * @zone: zone of the page
1215  *
1216  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1217  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1218  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1219  */
1220 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1221 {
1222         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1223         struct mem_cgroup *memcg;
1224         struct lruvec *lruvec;
1225
1226         if (mem_cgroup_disabled()) {
1227                 lruvec = &zone->lruvec;
1228                 goto out;
1229         }
1230
1231         memcg = page->mem_cgroup;
1232         /*
1233          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1234          * possibly migrated - before they are charged.
1235          */
1236         if (!memcg)
1237                 memcg = root_mem_cgroup;
1238
1239         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1240         lruvec = &mz->lruvec;
1241 out:
1242         /*
1243          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1244          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1245          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1246          */
1247         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1248                 lruvec->zone = zone;
1249         return lruvec;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1254  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1255  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1256  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1257  *
1258  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1259  * lru list.
1260  */
1261 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1262                                 int nr_pages)
1263 {
1264         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1265         unsigned long *lru_size;
1266
1267         if (mem_cgroup_disabled())
1268                 return;
1269
1270         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1271         lru_size = mz->lru_size + lru;
1272         *lru_size += nr_pages;
1273         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1274 }
1275
1276 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1277 {
1278         if (root == memcg)
1279                 return true;
1280         if (!root->use_hierarchy)
1281                 return false;
1282         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1283 }
1284
1285 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1286 {
1287         struct mem_cgroup *task_memcg;
1288         struct task_struct *p;
1289         bool ret;
1290
1291         p = find_lock_task_mm(task);
1292         if (p) {
1293                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1294                 task_unlock(p);
1295         } else {
1296                 /*
1297                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1298                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1299                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1300                  */
1301                 rcu_read_lock();
1302                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1303                 css_get(&task_memcg->css);
1304                 rcu_read_unlock();
1305         }
1306         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1307         css_put(&task_memcg->css);
1308         return ret;
1309 }
1310
1311 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1312 {
1313         unsigned long inactive_ratio;
1314         unsigned long inactive;
1315         unsigned long active;
1316         unsigned long gb;
1317
1318         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1319         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1320
1321         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1322         if (gb)
1323                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1324         else
1325                 inactive_ratio = 1;
1326
1327         return inactive * inactive_ratio < active;
1328 }
1329
1330 bool mem_cgroup_lruvec_online(struct lruvec *lruvec)
1331 {
1332         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1333         struct mem_cgroup *memcg;
1334
1335         if (mem_cgroup_disabled())
1336                 return true;
1337
1338         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1339         memcg = mz->memcg;
1340
1341         return !!(memcg->css.flags & CSS_ONLINE);
1342 }
1343
1344 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1345         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1346
1347 /**
1348  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1349  * @memcg: the memory cgroup
1350  *
1351  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1352  * pages.
1353  */
1354 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1355 {
1356         unsigned long margin = 0;
1357         unsigned long count;
1358         unsigned long limit;
1359
1360         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1361         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1362         if (count < limit)
1363                 margin = limit - count;
1364
1365         if (do_swap_account) {
1366                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1367                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1368                 if (count <= limit)
1369                         margin = min(margin, limit - count);
1370         }
1371
1372         return margin;
1373 }
1374
1375 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1376 {
1377         /* root ? */
1378         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1379                 return vm_swappiness;
1380
1381         return memcg->swappiness;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1386  *
1387  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1388  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1389  * caused by "move".
1390  */
1391 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1392 {
1393         struct mem_cgroup *from;
1394         struct mem_cgroup *to;
1395         bool ret = false;
1396         /*
1397          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1398          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1399          */
1400         spin_lock(&mc.lock);
1401         from = mc.from;
1402         to = mc.to;
1403         if (!from)
1404                 goto unlock;
1405
1406         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1407                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1408 unlock:
1409         spin_unlock(&mc.lock);
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1416                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1417                         DEFINE_WAIT(wait);
1418                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1419                         /* moving charge context might have finished. */
1420                         if (mc.moving_task)
1421                                 schedule();
1422                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1423                         return true;
1424                 }
1425         }
1426         return false;
1427 }
1428
1429 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1430 /**
1431  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1432  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1433  * @p: Task that is going to be killed
1434  *
1435  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1436  * enabled
1437  */
1438 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1439 {
1440         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1441         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1442         struct mem_cgroup *iter;
1443         unsigned int i;
1444
1445         if (!p)
1446                 return;
1447
1448         mutex_lock(&oom_info_lock);
1449         rcu_read_lock();
1450
1451         pr_info("Task in ");
1452         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1453         pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1454         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1455         pr_cont("\n");
1456
1457         rcu_read_unlock();
1458
1459         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1460                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1461                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1462         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1463                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1464                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1465         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1466                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1467                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1468
1469         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1470                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1471                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1472                 pr_cont(":");
1473
1474                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1475                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1476                                 continue;
1477                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1478                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1479                 }
1480
1481                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1482                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1483                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1484
1485                 pr_cont("\n");
1486         }
1487         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1492  * 1(self count) if no children.
1493  */
1494 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1495 {
1496         int num = 0;
1497         struct mem_cgroup *iter;
1498
1499         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1500                 num++;
1501         return num;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1506  */
1507 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1508 {
1509         unsigned long limit;
1510
1511         limit = memcg->memory.limit;
1512         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1513                 unsigned long memsw_limit;
1514
1515                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1516                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1517         }
1518         return limit;
1519 }
1520
1521 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1522                                      int order)
1523 {
1524         struct mem_cgroup *iter;
1525         unsigned long chosen_points = 0;
1526         unsigned long totalpages;
1527         unsigned int points = 0;
1528         struct task_struct *chosen = NULL;
1529
1530         /*
1531          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1532          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1533          * quickly exit and free its memory.
1534          */
1535         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1536                 mark_tsk_oom_victim(current);
1537                 return;
1538         }
1539
1540         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1541         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1542         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1543                 struct css_task_iter it;
1544                 struct task_struct *task;
1545
1546                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1547                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1548                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1549                                                         false)) {
1550                         case OOM_SCAN_SELECT:
1551                                 if (chosen)
1552                                         put_task_struct(chosen);
1553                                 chosen = task;
1554                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1555                                 get_task_struct(chosen);
1556                                 /* fall through */
1557                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1558                                 continue;
1559                         case OOM_SCAN_ABORT:
1560                                 css_task_iter_end(&it);
1561                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1562                                 if (chosen)
1563                                         put_task_struct(chosen);
1564                                 return;
1565                         case OOM_SCAN_OK:
1566                                 break;
1567                         };
1568                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1569                         if (!points || points < chosen_points)
1570                                 continue;
1571                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1572                         if (points == chosen_points &&
1573                             thread_group_leader(chosen))
1574                                 continue;
1575
1576                         if (chosen)
1577                                 put_task_struct(chosen);
1578                         chosen = task;
1579                         chosen_points = points;
1580                         get_task_struct(chosen);
1581                 }
1582                 css_task_iter_end(&it);
1583         }
1584
1585         if (!chosen)
1586                 return;
1587         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1588         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1589                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1590 }
1591
1592 #if MAX_NUMNODES > 1
1593
1594 /**
1595  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1596  * @memcg: the target memcg
1597  * @nid: the node ID to be checked.
1598  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1599  *
1600  * This function returns whether the specified memcg contains any
1601  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1602  * pages in the node.
1603  */
1604 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1605                 int nid, bool noswap)
1606 {
1607         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1608                 return true;
1609         if (noswap || !total_swap_pages)
1610                 return false;
1611         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1612                 return true;
1613         return false;
1614
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1619  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1620  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1621  *
1622  */
1623 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1624 {
1625         int nid;
1626         /*
1627          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1628          * pagein/pageout changes since the last update.
1629          */
1630         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1631                 return;
1632         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1633                 return;
1634
1635         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1636         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1637
1638         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1639
1640                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1641                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1642         }
1643
1644         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1645         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1650  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1651  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1652  *
1653  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1654  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1655  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1656  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1657  *
1658  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1659  */
1660 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1661 {
1662         int node;
1663
1664         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1665         node = memcg->last_scanned_node;
1666
1667         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1668         if (node == MAX_NUMNODES)
1669                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1670         /*
1671          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1672          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1673          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1674          * we use curret node.
1675          */
1676         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1677                 node = numa_node_id();
1678
1679         memcg->last_scanned_node = node;
1680         return node;
1681 }
1682 #else
1683 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         return 0;
1686 }
1687 #endif
1688
1689 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1690                                    struct zone *zone,
1691                                    gfp_t gfp_mask,
1692                                    unsigned long *total_scanned)
1693 {
1694         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1695         int total = 0;
1696         int loop = 0;
1697         unsigned long excess;
1698         unsigned long nr_scanned;
1699         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1700                 .zone = zone,
1701                 .priority = 0,
1702         };
1703
1704         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1705
1706         while (1) {
1707                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1708                 if (!victim) {
1709                         loop++;
1710                         if (loop >= 2) {
1711                                 /*
1712                                  * If we have not been able to reclaim
1713                                  * anything, it might because there are
1714                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1715                                  */
1716                                 if (!total)
1717                                         break;
1718                                 /*
1719                                  * We want to do more targeted reclaim.
1720                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1721                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1722                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1723                                  */
1724                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1725                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1726                                         break;
1727                         }
1728                         continue;
1729                 }
1730                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1731                                                      zone, &nr_scanned);
1732                 *total_scanned += nr_scanned;
1733                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1734                         break;
1735         }
1736         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1737         return total;
1738 }
1739
1740 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1741 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1742         .name = "memcg_oom_lock",
1743 };
1744 #endif
1745
1746 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1747
1748 /*
1749  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1750  * If someone is running, return false.
1751  */
1752 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1753 {
1754         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1755
1756         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1757
1758         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1759                 if (iter->oom_lock) {
1760                         /*
1761                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1762                          * so we cannot give a lock.
1763                          */
1764                         failed = iter;
1765                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1766                         break;
1767                 } else
1768                         iter->oom_lock = true;
1769         }
1770
1771         if (failed) {
1772                 /*
1773                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1774                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1775                  */
1776                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1777                         if (iter == failed) {
1778                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1779                                 break;
1780                         }
1781                         iter->oom_lock = false;
1782                 }
1783         } else
1784                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1785
1786         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1787
1788         return !failed;
1789 }
1790
1791 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1792 {
1793         struct mem_cgroup *iter;
1794
1795         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1796         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1797         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1798                 iter->oom_lock = false;
1799         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1800 }
1801
1802 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1803 {
1804         struct mem_cgroup *iter;
1805
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1807                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1808 }
1809
1810 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1811 {
1812         struct mem_cgroup *iter;
1813
1814         /*
1815          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1816          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1817          * atomic_add_unless() here.
1818          */
1819         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1820                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1821 }
1822
1823 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1824
1825 struct oom_wait_info {
1826         struct mem_cgroup *memcg;
1827         wait_queue_t    wait;
1828 };
1829
1830 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1831         unsigned mode, int sync, void *arg)
1832 {
1833         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1834         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1835         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1836
1837         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1838         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1839
1840         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1841             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1842                 return 0;
1843         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1844 }
1845
1846 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1847 {
1848         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1849         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1850         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1851 }
1852
1853 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1854 {
1855         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1856                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1857 }
1858
1859 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1860 {
1861         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1862                 return;
1863         /*
1864          * We are in the middle of the charge context here, so we
1865          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1866          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1867          *
1868          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1869          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1870          * invocation might not even be necessary.
1871          *
1872          * That's why we don't do anything here except remember the
1873          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1874          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1875          * and when we know whether the fault was overall successful.
1876          */
1877         css_get(&memcg->css);
1878         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1879         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1880         current->memcg_oom.order = order;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1885  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1886  *
1887  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1888  * handler was enabled.
1889  *
1890  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1891  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1892  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1893  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1894  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1895  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1896  *
1897  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1898  * completed, %false otherwise.
1899  */
1900 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1901 {
1902         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1903         struct oom_wait_info owait;
1904         bool locked;
1905
1906         /* OOM is global, do not handle */
1907         if (!memcg)
1908                 return false;
1909
1910         if (!handle || oom_killer_disabled)
1911                 goto cleanup;
1912
1913         owait.memcg = memcg;
1914         owait.wait.flags = 0;
1915         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1916         owait.wait.private = current;
1917         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1918
1919         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1920         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1921
1922         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1923
1924         if (locked)
1925                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1926
1927         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1928                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1929                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1930                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1931                                          current->memcg_oom.order);
1932         } else {
1933                 schedule();
1934                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1935                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1936         }
1937
1938         if (locked) {
1939                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1940                 /*
1941                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1942                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1943                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1944                  */
1945                 memcg_oom_recover(memcg);
1946         }
1947 cleanup:
1948         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1949         css_put(&memcg->css);
1950         return true;
1951 }
1952
1953 /**
1954  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1955  * @page: page that is going to change accounted state
1956  *
1957  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1958  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1959  * being moved to another memcg:
1960  *
1961  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1962  *   if (TestClearPageState(page))
1963  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1964  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1965  */
1966 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1967 {
1968         struct mem_cgroup *memcg;
1969         unsigned long flags;
1970
1971         /*
1972          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1973          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1974          * because page moving starts with an RCU grace period.
1975          *
1976          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1977          * the page state that is going to change is the only thing
1978          * preventing the page from being uncharged.
1979          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1980          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1981          * account transaction might be complete.
1982          */
1983         rcu_read_lock();
1984
1985         if (mem_cgroup_disabled())
1986                 return NULL;
1987 again:
1988         memcg = page->mem_cgroup;
1989         if (unlikely(!memcg))
1990                 return NULL;
1991
1992         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1993                 return memcg;
1994
1995         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1996         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1997                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1998                 goto again;
1999         }
2000
2001         /*
2002          * When charge migration first begins, we can have locked and
2003          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2004          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
2005          */
2006         memcg->move_lock_task = current;
2007         memcg->move_lock_flags = flags;
2008
2009         return memcg;
2010 }
2011
2012 /**
2013  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2014  * @memcg: the memcg that was accounted against
2015  */
2016 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
2017 {
2018         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2019                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2020
2021                 memcg->move_lock_task = NULL;
2022                 memcg->move_lock_flags = 0;
2023
2024                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2025         }
2026
2027         rcu_read_unlock();
2028 }
2029
2030 /**
2031  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2032  * @memcg: memcg to account against
2033  * @idx: page state item to account
2034  * @val: number of pages (positive or negative)
2035  *
2036  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2037  */
2038 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2039                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2040 {
2041         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2042
2043         if (memcg)
2044                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2045 }
2046
2047 /*
2048  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2049  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2050  */
2051 #define CHARGE_BATCH    32U
2052 struct memcg_stock_pcp {
2053         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2054         unsigned int nr_pages;
2055         struct work_struct work;
2056         unsigned long flags;
2057 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2058 };
2059 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2060 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2061
2062 /**
2063  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2064  * @memcg: memcg to consume from.
2065  * @nr_pages: how many pages to charge.
2066  *
2067  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2068  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2069  * service an allocation will refill the stock.
2070  *
2071  * returns true if successful, false otherwise.
2072  */
2073 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2074 {
2075         struct memcg_stock_pcp *stock;
2076         bool ret = false;
2077
2078         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2079                 return ret;
2080
2081         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2082         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2083                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2084                 ret = true;
2085         }
2086         put_cpu_var(memcg_stock);
2087         return ret;
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2092  */
2093 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2094 {
2095         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2096
2097         if (stock->nr_pages) {
2098                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2099                 if (do_swap_account)
2100                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2101                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2102                 stock->nr_pages = 0;
2103         }
2104         stock->cached = NULL;
2105 }
2106
2107 /*
2108  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2109  * a thread which is pinned to local cpu.
2110  */
2111 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2112 {
2113         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2114         drain_stock(stock);
2115         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2120  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2121  */
2122 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2123 {
2124         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2125
2126         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2127                 drain_stock(stock);
2128                 stock->cached = memcg;
2129         }
2130         stock->nr_pages += nr_pages;
2131         put_cpu_var(memcg_stock);
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2136  * of the hierarchy under it.
2137  */
2138 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2139 {
2140         int cpu, curcpu;
2141
2142         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2143         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2144                 return;
2145         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2146         get_online_cpus();
2147         curcpu = get_cpu();
2148         for_each_online_cpu(cpu) {
2149                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2150                 struct mem_cgroup *memcg;
2151
2152                 memcg = stock->cached;
2153                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2154                         continue;
2155                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2156                         continue;
2157                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2158                         if (cpu == curcpu)
2159                                 drain_local_stock(&stock->work);
2160                         else
2161                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2162                 }
2163         }
2164         put_cpu();
2165         put_online_cpus();
2166         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2167 }
2168
2169 /*
2170  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2171  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2172  */
2173 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2174 {
2175         int i;
2176
2177         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2178         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2179                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2180
2181                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2182                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2183         }
2184         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2185                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2186
2187                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2188                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2189         }
2190         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2191 }
2192
2193 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2194                                         unsigned long action,
2195                                         void *hcpu)
2196 {
2197         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2198         struct memcg_stock_pcp *stock;
2199         struct mem_cgroup *iter;
2200
2201         if (action == CPU_ONLINE)
2202                 return NOTIFY_OK;
2203
2204         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2205                 return NOTIFY_OK;
2206
2207         for_each_mem_cgroup(iter)
2208                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2209
2210         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2211         drain_stock(stock);
2212         return NOTIFY_OK;
2213 }
2214
2215 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2216                       unsigned int nr_pages)
2217 {
2218         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2219         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2220         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2221         struct page_counter *counter;
2222         unsigned long nr_reclaimed;
2223         bool may_swap = true;
2224         bool drained = false;
2225         int ret = 0;
2226
2227         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2228                 goto done;
2229 retry:
2230         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2231                 goto done;
2232
2233         if (!do_swap_account ||
2234             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2235                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2236                         goto done_restock;
2237                 if (do_swap_account)
2238                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2239                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2240         } else {
2241                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2242                 may_swap = false;
2243         }
2244
2245         if (batch > nr_pages) {
2246                 batch = nr_pages;
2247                 goto retry;
2248         }
2249
2250         /*
2251          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2252          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2253          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2254          * free their memory.
2255          */
2256         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2257                      fatal_signal_pending(current) ||
2258                      current->flags & PF_EXITING))
2259                 goto bypass;
2260
2261         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2262                 goto nomem;
2263
2264         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2265                 goto nomem;
2266
2267         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2268
2269         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2270                                                     gfp_mask, may_swap);
2271
2272         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2273                 goto retry;
2274
2275         if (!drained) {
2276                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2277                 drained = true;
2278                 goto retry;
2279         }
2280
2281         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2282                 goto nomem;
2283         /*
2284          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2285          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2286          * before killing the task.
2287          *
2288          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2289          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2290          * to regular pages anyway in case of failure.
2291          */
2292         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2293                 goto retry;
2294         /*
2295          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2296          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2297          */
2298         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2299                 goto retry;
2300
2301         if (nr_retries--)
2302                 goto retry;
2303
2304         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2305                 goto bypass;
2306
2307         if (fatal_signal_pending(current))
2308                 goto bypass;
2309
2310         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2311
2312         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2313 nomem:
2314         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2315                 return -ENOMEM;
2316 bypass:
2317         return -EINTR;
2318
2319 done_restock:
2320         css_get_many(&memcg->css, batch);
2321         if (batch > nr_pages)
2322                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2323         /*
2324          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2325          * make the charging task trim their excess contribution.
2326          */
2327         do {
2328                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2329                         continue;
2330                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2331                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2332         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2333 done:
2334         return ret;
2335 }
2336
2337 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2338 {
2339         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2340                 return;
2341
2342         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2343         if (do_swap_account)
2344                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2345
2346         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2351  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2352  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2353  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2354  */
2355 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2356 {
2357         /* ID 0 is unused ID */
2358         if (!id)
2359                 return NULL;
2360         return mem_cgroup_from_id(id);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2365  * @page: the page
2366  *
2367  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2368  *
2369  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2370  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2371  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2372  */
2373 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2374 {
2375         struct mem_cgroup *memcg;
2376         unsigned short id;
2377         swp_entry_t ent;
2378
2379         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2380
2381         memcg = page->mem_cgroup;
2382         if (memcg) {
2383                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2384                         memcg = NULL;
2385         } else if (PageSwapCache(page)) {
2386                 ent.val = page_private(page);
2387                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2388                 rcu_read_lock();
2389                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2390                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2391                         memcg = NULL;
2392                 rcu_read_unlock();
2393         }
2394         return memcg;
2395 }
2396
2397 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2398 {
2399         struct zone *zone = page_zone(page);
2400
2401         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2402         if (PageLRU(page)) {
2403                 struct lruvec *lruvec;
2404
2405                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2406                 ClearPageLRU(page);
2407                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2408                 *isolated = 1;
2409         } else
2410                 *isolated = 0;
2411 }
2412
2413 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2414 {
2415         struct zone *zone = page_zone(page);
2416
2417         if (isolated) {
2418                 struct lruvec *lruvec;
2419
2420                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2421                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2422                 SetPageLRU(page);
2423                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2424         }
2425         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2426 }
2427
2428 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2429                           bool lrucare)
2430 {
2431         int isolated;
2432
2433         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2434
2435         /*
2436          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2437          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2438          */
2439         if (lrucare)
2440                 lock_page_lru(page, &isolated);
2441
2442         /*
2443          * Nobody should be changing or seriously looking at
2444          * page->mem_cgroup at this point:
2445          *
2446          * - the page is uncharged
2447          *
2448          * - the page is off-LRU
2449          *
2450          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2451          *   a locked page table
2452          *
2453          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2454          *   have the page locked
2455          */
2456         page->mem_cgroup = memcg;
2457
2458         if (lrucare)
2459                 unlock_page_lru(page, isolated);
2460 }
2461
2462 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2463 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2464                       unsigned long nr_pages)
2465 {
2466         struct page_counter *counter;
2467         int ret = 0;
2468
2469         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2470         if (ret < 0)
2471                 return ret;
2472
2473         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2474         if (ret == -EINTR)  {
2475                 /*
2476                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2477                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2478                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2479                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2480                  * perspective, the cache has already been selected, by
2481                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2482                  * our minds.
2483                  *
2484                  * This condition will only trigger if the task entered
2485                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2486                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2487                  * when the allocation triggers should have been already
2488                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2489                  */
2490                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2491                 if (do_swap_account)
2492                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2493                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2494                 ret = 0;
2495         } else if (ret)
2496                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2497
2498         return ret;
2499 }
2500
2501 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2502 {
2503         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2504         if (do_swap_account)
2505                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2506
2507         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2508
2509         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2510 }
2511
2512 /*
2513  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2514  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2515  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2516  */
2517 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2518 {
2519         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2520 }
2521
2522 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2523 {
2524         int id, size;
2525         int err;
2526
2527         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2528                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2529         if (id < 0)
2530                 return id;
2531
2532         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2533                 return id;
2534
2535         /*
2536          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2537          * so we have to grow them.
2538          */
2539         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2540
2541         size = 2 * (id + 1);
2542         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2543                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2544         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2545                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2546
2547         err = memcg_update_all_caches(size);
2548         if (!err)
2549                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2550         if (!err)
2551                 memcg_nr_cache_ids = size;
2552
2553         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2554
2555         if (err) {
2556                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2557                 return err;
2558         }
2559         return id;
2560 }
2561
2562 static void memcg_free_cache_id(int id)
2563 {
2564         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2565 }
2566
2567 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2568         struct mem_cgroup *memcg;
2569         struct kmem_cache *cachep;
2570         struct work_struct work;
2571 };
2572
2573 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2574 {
2575         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2576                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2577         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2578         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2579
2580         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2581
2582         css_put(&memcg->css);
2583         kfree(cw);
2584 }
2585
2586 /*
2587  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2588  */
2589 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2590                                                struct kmem_cache *cachep)
2591 {
2592         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2593
2594         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2595         if (!cw)
2596                 return;
2597
2598         css_get(&memcg->css);
2599
2600         cw->memcg = memcg;
2601         cw->cachep = cachep;
2602         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2603
2604         schedule_work(&cw->work);
2605 }
2606
2607 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2608                                              struct kmem_cache *cachep)
2609 {
2610         /*
2611          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2612          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2613          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2614          *
2615          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2616          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2617          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2618          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2619          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2620          */
2621         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2622         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2623         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2628  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2629  *
2630  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2631  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2632  * in a workqueue.
2633  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2634  * the original cache.
2635  *
2636  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2637  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2638  */
2639 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2640 {
2641         struct mem_cgroup *memcg;
2642         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2643         int kmemcg_id;
2644
2645         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2646
2647         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2648                 return cachep;
2649
2650         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2651         kmemcg_id = ACCESS_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2652         if (kmemcg_id < 0)
2653                 goto out;
2654
2655         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2656         if (likely(memcg_cachep))
2657                 return memcg_cachep;
2658
2659         /*
2660          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2661          * context), we could be be predictable and return right away.
2662          * This would guarantee that the allocation being performed
2663          * already belongs in the new cache.
2664          *
2665          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2666          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2667          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2668          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2669          * defer everything.
2670          */
2671         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2672 out:
2673         css_put(&memcg->css);
2674         return cachep;
2675 }
2676
2677 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2678 {
2679         if (!is_root_cache(cachep))
2680                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2681 }
2682
2683 /*
2684  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2685  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2686  * need a further commit step to do the final arrangements.
2687  *
2688  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2689  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2690  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2691  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2692  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2693  * the compiled-out case as well.
2694  *
2695  * Returning true means the allocation is possible.
2696  */
2697 bool
2698 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2699 {
2700         struct mem_cgroup *memcg;
2701         int ret;
2702
2703         *_memcg = NULL;
2704
2705         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2706
2707         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2708                 css_put(&memcg->css);
2709                 return true;
2710         }
2711
2712         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2713         if (!ret)
2714                 *_memcg = memcg;
2715
2716         css_put(&memcg->css);
2717         return (ret == 0);
2718 }
2719
2720 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2721                               int order)
2722 {
2723         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2724
2725         /* The page allocation failed. Revert */
2726         if (!page) {
2727                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2728                 return;
2729         }
2730         page->mem_cgroup = memcg;
2731 }
2732
2733 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2734 {
2735         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2736
2737         if (!memcg)
2738                 return;
2739
2740         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2741
2742         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2743         page->mem_cgroup = NULL;
2744 }
2745
2746 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2747 {
2748         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2749         struct kmem_cache *cachep;
2750         struct page *page;
2751
2752         page = virt_to_head_page(ptr);
2753         if (PageSlab(page)) {
2754                 cachep = page->slab_cache;
2755                 if (!is_root_cache(cachep))
2756                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2757         } else
2758                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2759                 memcg = page->mem_cgroup;
2760
2761         return memcg;
2762 }
2763 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2764
2765 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2766
2767 /*
2768  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2769  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2770  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2771  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2772  */
2773 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2774 {
2775         int i;
2776
2777         if (mem_cgroup_disabled())
2778                 return;
2779
2780         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2781                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2782
2783         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2784                        HPAGE_PMD_NR);
2785 }
2786 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2787
2788 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2789 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2790                                          bool charge)
2791 {
2792         int val = (charge) ? 1 : -1;
2793         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2794 }
2795
2796 /**
2797  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2798  * @entry: swap entry to be moved
2799  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2800  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2801  *
2802  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2803  * as the mem_cgroup's id of @from.
2804  *
2805  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2806  *
2807  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2808  * both res and memsw, and called css_get().
2809  */
2810 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2811                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2812 {
2813         unsigned short old_id, new_id;
2814
2815         old_id = mem_cgroup_id(from);
2816         new_id = mem_cgroup_id(to);
2817
2818         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2819                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2820                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2821                 return 0;
2822         }
2823         return -EINVAL;
2824 }
2825 #else
2826 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2827                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2828 {
2829         return -EINVAL;
2830 }
2831 #endif
2832
2833 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2834
2835 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2836                                    unsigned long limit)
2837 {
2838         unsigned long curusage;
2839         unsigned long oldusage;
2840         bool enlarge = false;
2841         int retry_count;
2842         int ret;
2843
2844         /*
2845          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2846          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2847          * of # of children which we should visit in this loop.
2848          */
2849         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2850                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2851
2852         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2853
2854         do {
2855                 if (signal_pending(current)) {
2856                         ret = -EINTR;
2857                         break;
2858                 }
2859
2860                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2861                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2862                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2863                         ret = -EINVAL;
2864                         break;
2865                 }
2866                 if (limit > memcg->memory.limit)
2867                         enlarge = true;
2868                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2869                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2870
2871                 if (!ret)
2872                         break;
2873
2874                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2875
2876                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2877                 /* Usage is reduced ? */
2878                 if (curusage >= oldusage)
2879                         retry_count--;
2880                 else
2881                         oldusage = curusage;
2882         } while (retry_count);
2883
2884         if (!ret && enlarge)
2885                 memcg_oom_recover(memcg);
2886
2887         return ret;
2888 }
2889
2890 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2891                                          unsigned long limit)
2892 {
2893         unsigned long curusage;
2894         unsigned long oldusage;
2895         bool enlarge = false;
2896         int retry_count;
2897         int ret;
2898
2899         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2900         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2901                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2902
2903         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2904
2905         do {
2906                 if (signal_pending(current)) {
2907                         ret = -EINTR;
2908                         break;
2909                 }
2910
2911                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2912                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2913                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2914                         ret = -EINVAL;
2915                         break;
2916                 }
2917                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2918                         enlarge = true;
2919                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2920                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2921
2922                 if (!ret)
2923                         break;
2924
2925                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2926
2927                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2928                 /* Usage is reduced ? */
2929                 if (curusage >= oldusage)
2930                         retry_count--;
2931                 else
2932                         oldusage = curusage;
2933         } while (retry_count);
2934
2935         if (!ret && enlarge)
2936                 memcg_oom_recover(memcg);
2937
2938         return ret;
2939 }
2940
2941 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2942                                             gfp_t gfp_mask,
2943                                             unsigned long *total_scanned)
2944 {
2945         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2946         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2947         unsigned long reclaimed;
2948         int loop = 0;
2949         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2950         unsigned long excess;
2951         unsigned long nr_scanned;
2952
2953         if (order > 0)
2954                 return 0;
2955
2956         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2957         /*
2958          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2959          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2960          * pressure
2961          */
2962         do {
2963                 if (next_mz)
2964                         mz = next_mz;
2965                 else
2966                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2967                 if (!mz)
2968                         break;
2969
2970                 nr_scanned = 0;
2971                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2972                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2973                 nr_reclaimed += reclaimed;
2974                 *total_scanned += nr_scanned;
2975                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2976                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2977
2978                 /*
2979                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2980                  * it is time to move on to the next cgroup
2981                  */
2982                 next_mz = NULL;
2983                 if (!reclaimed)
2984                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2985
2986                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2987                 /*
2988                  * One school of thought says that we should not add
2989                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2990                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2991                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2992                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2993                  * term TODO.
2994                  */
2995                 /* If excess == 0, no tree ops */
2996                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2997                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2998                 css_put(&mz->memcg->css);
2999                 loop++;
3000                 /*
3001                  * Could not reclaim anything and there are no more
3002                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3003                  * reclaiming anything.
3004                  */
3005                 if (!nr_reclaimed &&
3006                         (next_mz == NULL ||
3007                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3008                         break;
3009         } while (!nr_reclaimed);
3010         if (next_mz)
3011                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3012         return nr_reclaimed;
3013 }
3014
3015 /*
3016  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3017  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3018  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3019  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3020  */
3021 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3022 {
3023         bool ret;
3024
3025         /*
3026          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3027          * it prevents a new child from being initialized based on this
3028          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3029          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3030          */
3031         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3032
3033         rcu_read_lock();
3034         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3035         rcu_read_unlock();
3036         return ret;
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3041  * the rest to the parent.
3042  *
3043  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3044  */
3045 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3046 {
3047         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3048
3049         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3050         lru_add_drain_all();
3051         /* try to free all pages in this cgroup */
3052         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3053                 int progress;
3054
3055                 if (signal_pending(current))
3056                         return -EINTR;
3057
3058                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3059                                                         GFP_KERNEL, true);
3060                 if (!progress) {
3061                         nr_retries--;
3062                         /* maybe some writeback is necessary */
3063                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3064                 }
3065
3066         }
3067
3068         return 0;
3069 }
3070
3071 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3072                                             char *buf, size_t nbytes,
3073                                             loff_t off)
3074 {
3075         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3076
3077         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3078                 return -EINVAL;
3079         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3080 }
3081
3082 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3083                                      struct cftype *cft)
3084 {
3085         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3086 }
3087
3088 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3089                                       struct cftype *cft, u64 val)
3090 {
3091         int retval = 0;
3092         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3093         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3094
3095         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3096
3097         if (memcg->use_hierarchy == val)
3098                 goto out;
3099
3100         /*
3101          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3102          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3103          * occur, provided the current cgroup has no children.
3104          *
3105          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3106          * set if there are no children.
3107          */
3108         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3109                                 (val == 1 || val == 0)) {
3110                 if (!memcg_has_children(memcg))
3111                         memcg->use_hierarchy = val;
3112                 else
3113                         retval = -EBUSY;
3114         } else
3115                 retval = -EINVAL;
3116
3117 out:
3118         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3119
3120         return retval;
3121 }
3122
3123 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3124                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3125 {
3126         struct mem_cgroup *iter;
3127         long val = 0;
3128
3129         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3131                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3132
3133         if (val < 0) /* race ? */
3134                 val = 0;
3135         return val;
3136 }
3137
3138 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3139 {
3140         u64 val;
3141
3142         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3143                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3144                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3145                 if (swap)
3146                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3147         } else {
3148                 if (!swap)
3149                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3150                 else
3151                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3152         }
3153         return val << PAGE_SHIFT;
3154 }
3155
3156 enum {
3157         RES_USAGE,
3158         RES_LIMIT,
3159         RES_MAX_USAGE,
3160         RES_FAILCNT,
3161         RES_SOFT_LIMIT,
3162 };
3163
3164 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3165                                struct cftype *cft)
3166 {
3167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3168         struct page_counter *counter;
3169
3170         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3171         case _MEM:
3172                 counter = &memcg->memory;
3173                 break;
3174         case _MEMSWAP:
3175                 counter = &memcg->memsw;
3176                 break;
3177         case _KMEM:
3178                 counter = &memcg->kmem;
3179                 break;
3180         default:
3181                 BUG();
3182         }
3183
3184         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3185         case RES_USAGE:
3186                 if (counter == &memcg->memory)
3187                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3188                 if (counter == &memcg->memsw)
3189                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3190                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3191         case RES_LIMIT:
3192                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3193         case RES_MAX_USAGE:
3194                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3195         case RES_FAILCNT:
3196                 return counter->failcnt;
3197         case RES_SOFT_LIMIT:
3198                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3199         default:
3200                 BUG();
3201         }
3202 }
3203
3204 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3205 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3206                                unsigned long nr_pages)
3207 {
3208         int err = 0;
3209         int memcg_id;
3210
3211         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3212         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
3213         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
3214
3215         /*
3216          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3217          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3218          * already joined.
3219          *
3220          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3221          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3222          * place, which makes the value quite meaningless.
3223          *
3224          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3225          * of course permitted.
3226          */
3227         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3228         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3229             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3230                 err = -EBUSY;
3231         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3232         if (err)
3233                 goto out;
3234
3235         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3236         if (memcg_id < 0) {
3237                 err = memcg_id;
3238                 goto out;
3239         }
3240
3241         /*
3242          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
3243          * activated yet, so this should succeed.
3244          */
3245         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3246         VM_BUG_ON(err);
3247
3248         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3249         /*
3250          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
3251          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3252          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3253          * patched.
3254          */
3255         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3256         memcg->kmem_acct_activated = true;
3257         memcg->kmem_acct_active = true;
3258 out:
3259         return err;
3260 }
3261
3262 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3263                                    unsigned long limit)
3264 {
3265         int ret;
3266
3267         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3268         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3269                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3270         else
3271                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3272         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3273         return ret;
3274 }
3275
3276 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3277 {
3278         int ret = 0;
3279         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3280
3281         if (!parent)
3282                 return 0;
3283
3284         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3285         /*
3286          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3287          * after this point, because it has at least one child already.
3288          */
3289         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3290                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3291         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3292         return ret;
3293 }
3294 #else
3295 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3296                                    unsigned long limit)
3297 {
3298         return -EINVAL;
3299 }
3300 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3301
3302 /*
3303  * The user of this function is...
3304  * RES_LIMIT.
3305  */
3306 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3307                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3308 {
3309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3310         unsigned long nr_pages;
3311         int ret;
3312
3313         buf = strstrip(buf);
3314         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3315         if (ret)
3316                 return ret;
3317
3318         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3319         case RES_LIMIT:
3320                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3321                         ret = -EINVAL;
3322                         break;
3323                 }
3324                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3325                 case _MEM:
3326                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3327                         break;
3328                 case _MEMSWAP:
3329                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3330                         break;
3331                 case _KMEM:
3332                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3333                         break;
3334                 }
3335                 break;
3336         case RES_SOFT_LIMIT:
3337                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3338                 ret = 0;
3339                 break;
3340         }
3341         return ret ?: nbytes;
3342 }
3343
3344 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3345                                 size_t nbytes, loff_t off)
3346 {
3347         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3348         struct page_counter *counter;
3349
3350         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3351         case _MEM:
3352                 counter = &memcg->memory;
3353                 break;
3354         case _MEMSWAP:
3355                 counter = &memcg->memsw;
3356                 break;
3357         case _KMEM:
3358                 counter = &memcg->kmem;
3359                 break;
3360         default:
3361                 BUG();
3362         }
3363
3364         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3365         case RES_MAX_USAGE:
3366                 page_counter_reset_watermark(counter);
3367                 break;
3368         case RES_FAILCNT:
3369                 counter->failcnt = 0;
3370                 break;
3371         default:
3372                 BUG();
3373         }
3374
3375         return nbytes;
3376 }
3377
3378 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3379                                         struct cftype *cft)
3380 {
3381         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3382 }
3383
3384 #ifdef CONFIG_MMU
3385 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3386                                         struct cftype *cft, u64 val)
3387 {
3388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3389
3390         if (val & ~MOVE_MASK)
3391                 return -EINVAL;
3392
3393         /*
3394          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3395          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3396          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3397          * affect task migrations starting after the change.
3398          */
3399         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3400         return 0;
3401 }
3402 #else
3403 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3404                                         struct cftype *cft, u64 val)
3405 {
3406         return -ENOSYS;
3407 }
3408 #endif
3409
3410 #ifdef CONFIG_NUMA
3411 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3412 {
3413         struct numa_stat {
3414                 const char *name;
3415                 unsigned int lru_mask;
3416         };
3417
3418         static const struct numa_stat stats[] = {
3419                 { "total", LRU_ALL },
3420                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3421                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3422                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3423         };
3424         const struct numa_stat *stat;
3425         int nid;
3426         unsigned long nr;
3427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3428
3429         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3430                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3431                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3432                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3433                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3434                                                           stat->lru_mask);
3435                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3436                 }
3437                 seq_putc(m, '\n');
3438         }
3439
3440         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3441                 struct mem_cgroup *iter;
3442
3443                 nr = 0;
3444                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3445                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3446                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3447                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3448                         nr = 0;
3449                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3450                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3451                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3452                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3453                 }
3454                 seq_putc(m, '\n');
3455         }
3456
3457         return 0;
3458 }
3459 #endif /* CONFIG_NUMA */
3460
3461 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3462 {
3463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3464         unsigned long memory, memsw;
3465         struct mem_cgroup *mi;
3466         unsigned int i;
3467
3468         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3469                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3470         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3471                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3472         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3473
3474         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3475                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3476                         continue;
3477                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3478                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3479         }
3480
3481         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3482                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3483                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3484
3485         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3486                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3487                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3488
3489         /* Hierarchical information */
3490         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3491         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3492                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3493                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3494         }
3495         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3496                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3497         if (do_swap_account)
3498                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3499                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3500
3501         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3502                 long long val = 0;
3503
3504                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3505                         continue;
3506                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3507                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3508                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3509         }
3510
3511         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3512                 unsigned long long val = 0;
3513
3514                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3515                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3516                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3517                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3518         }
3519
3520         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3521                 unsigned long long val = 0;
3522
3523                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3524                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3525                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3526         }
3527
3528 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3529         {
3530                 int nid, zid;
3531                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3532                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3533                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3534                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3535
3536                 for_each_online_node(nid)
3537                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3538                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3539                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3540
3541                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3542                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3543                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3544                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3545                         }
3546                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3547                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3548                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3549                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3550         }
3551 #endif
3552
3553         return 0;
3554 }
3555
3556 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3557                                       struct cftype *cft)
3558 {
3559         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3560
3561         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3562 }
3563
3564 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3565                                        struct cftype *cft, u64 val)
3566 {
3567         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3568
3569         if (val > 100)
3570                 return -EINVAL;
3571
3572         if (css->parent)
3573                 memcg->swappiness = val;
3574         else
3575                 vm_swappiness = val;
3576
3577         return 0;
3578 }
3579
3580 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3581 {
3582         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3583         unsigned long usage;
3584         int i;
3585
3586         rcu_read_lock();
3587         if (!swap)
3588                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3589         else
3590                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3591
3592         if (!t)
3593                 goto unlock;
3594
3595         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3596
3597         /*
3598          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3599          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3600          * call of __mem_cgroup_threshold().
3601          */
3602         i = t->current_threshold;
3603
3604         /*
3605          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3606          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3607          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3608          * only one element of the array here.
3609          */
3610         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3611                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3612
3613         /* i = current_threshold + 1 */
3614         i++;
3615
3616         /*
3617          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3618          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3619          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3620          * only one element of the array here.
3621          */
3622         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3623                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3624
3625         /* Update current_threshold */
3626         t->current_threshold = i - 1;
3627 unlock:
3628         rcu_read_unlock();
3629 }
3630
3631 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3632 {
3633         while (memcg) {
3634                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3635                 if (do_swap_account)
3636                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3637
3638                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3639         }
3640 }
3641
3642 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3643 {
3644         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3645         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3646
3647         if (_a->threshold > _b->threshold)
3648                 return 1;
3649
3650         if (_a->threshold < _b->threshold)
3651                 return -1;
3652
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3657 {
3658         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3659
3660         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3661
3662         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3663                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3664
3665         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3666         return 0;
3667 }
3668
3669 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3670 {
3671         struct mem_cgroup *iter;
3672
3673         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3674                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3675 }
3676
3677 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3678         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3679 {
3680         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3681         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3682         unsigned long threshold;
3683         unsigned long usage;
3684         int i, size, ret;
3685
3686         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3687         if (ret)
3688                 return ret;
3689
3690         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3691
3692         if (type == _MEM) {
3693                 thresholds = &memcg->thresholds;
3694                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3695         } else if (type == _MEMSWAP) {
3696                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3697                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3698         } else
3699                 BUG();
3700
3701         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3702         if (thresholds->primary)
3703                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3704
3705         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3706
3707         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3708         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3709                         GFP_KERNEL);
3710         if (!new) {
3711                 ret = -ENOMEM;
3712                 goto unlock;
3713         }
3714         new->size = size;
3715
3716         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3717         if (thresholds->primary) {
3718                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3719                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3720         }
3721
3722         /* Add new threshold */
3723         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3724         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3725
3726         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3727         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3728                         compare_thresholds, NULL);
3729
3730         /* Find current threshold */
3731         new->current_threshold = -1;
3732         for (i = 0; i < size; i++) {
3733                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3734                         /*
3735                          * new->current_threshold will not be used until
3736                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3737                          * it here.
3738                          */
3739                         ++new->current_threshold;
3740                 } else
3741                         break;
3742         }
3743
3744         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3745         kfree(thresholds->spare);
3746         thresholds->spare = thresholds->primary;
3747
3748         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3749
3750         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3751         synchronize_rcu();
3752
3753 unlock:
3754         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3755
3756         return ret;
3757 }
3758
3759 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3760         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3761 {
3762         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3763 }
3764
3765 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3766         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3767 {
3768         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3769 }
3770
3771 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3772         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3773 {
3774         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3775         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3776         unsigned long usage;
3777         int i, j, size;
3778
3779         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3780
3781         if (type == _MEM) {
3782                 thresholds = &memcg->thresholds;
3783                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3784         } else if (type == _MEMSWAP) {
3785                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3786                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3787         } else
3788                 BUG();
3789
3790         if (!thresholds->primary)
3791                 goto unlock;
3792
3793         /* Check if a threshold crossed before removing */
3794         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3795
3796         /* Calculate new number of threshold */
3797         size = 0;
3798         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3799                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3800                         size++;
3801         }
3802
3803         new = thresholds->spare;
3804
3805         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3806         if (!size) {
3807                 kfree(new);
3808                 new = NULL;
3809                 goto swap_buffers;
3810         }
3811
3812         new->size = size;
3813
3814         /* Copy thresholds and find current threshold */
3815         new->current_threshold = -1;
3816         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3817                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3818                         continue;
3819
3820                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3821                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3822                         /*
3823                          * new->current_threshold will not be used
3824                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3825                          * it here.
3826                          */
3827                         ++new->current_threshold;
3828                 }
3829                 j++;
3830         }
3831
3832 swap_buffers:
3833         /* Swap primary and spare array */
3834         thresholds->spare = thresholds->primary;
3835         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3836         if (!new) {
3837                 kfree(thresholds->spare);
3838                 thresholds->spare = NULL;
3839         }
3840
3841         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3842
3843         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3844         synchronize_rcu();
3845 unlock:
3846         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3847 }
3848
3849 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3850         struct eventfd_ctx *eventfd)
3851 {
3852         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3853 }
3854
3855 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3856         struct eventfd_ctx *eventfd)
3857 {
3858         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3859 }
3860
3861 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3862         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3863 {
3864         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3865
3866         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3867         if (!event)
3868                 return -ENOMEM;
3869
3870         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3871
3872         event->eventfd = eventfd;
3873         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3874
3875         /* already in OOM ? */
3876         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
3877                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3878         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3879
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3884         struct eventfd_ctx *eventfd)
3885 {
3886         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3887
3888         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3889
3890         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3891                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3892                         list_del(&ev->list);
3893                         kfree(ev);
3894                 }
3895         }
3896
3897         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3898 }
3899
3900 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3901 {
3902         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3903
3904         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3905         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
3906         return 0;
3907 }
3908
3909 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3910         struct cftype *cft, u64 val)
3911 {
3912         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3913
3914         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3915         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3916                 return -EINVAL;
3917
3918         memcg->oom_kill_disable = val;
3919         if (!val)
3920                 memcg_oom_recover(memcg);
3921
3922         return 0;
3923 }
3924
3925 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3926 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3927 {
3928         int ret;
3929
3930         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3931         if (ret)
3932                 return ret;
3933
3934         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3935 }
3936
3937 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3938 {
3939         struct cgroup_subsys_state *css;
3940         struct mem_cgroup *parent, *child;
3941         int kmemcg_id;
3942
3943         if (!memcg->kmem_acct_active)
3944                 return;
3945
3946         /*
3947          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3948          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3949          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3950          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3951          */
3952         memcg->kmem_acct_active = false;
3953
3954         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3955
3956         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3957         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3958
3959         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3960         if (!parent)
3961                 parent = root_mem_cgroup;
3962
3963         /*
3964          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3965          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3966          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3967          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3968          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3969          * memcg_drain_all_list_lrus().
3970          */
3971         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3972                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3973                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3974                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3975                 if (!memcg->use_hierarchy)
3976                         break;
3977         }
3978         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3979
3980         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3981 }
3982
3983 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3984 {
3985         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3986                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3987                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3988                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3989         }
3990         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3991 }
3992 #else
3993 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3994 {
3995         return 0;
3996 }
3997
3998 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3999 {
4000 }
4001
4002 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4003 {
4004 }
4005 #endif
4006
4007 /*
4008  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4009  *
4010  * "cgroup.event_control" implementation.
4011  *
4012  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4013  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4014  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4015  *
4016  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4017  * possible.
4018  */
4019
4020 /*
4021  * Unregister event and free resources.
4022  *
4023  * Gets called from workqueue.
4024  */
4025 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4026 {
4027         struct mem_cgroup_event *event =
4028                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4029         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4030
4031         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4032
4033         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4034
4035         /* Notify userspace the event is going away. */
4036         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4037
4038         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4039         kfree(event);
4040         css_put(&memcg->css);
4041 }
4042
4043 /*
4044  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4045  *
4046  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4047  */
4048 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4049                             int sync, void *key)
4050 {
4051         struct mem_cgroup_event *event =
4052                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4053         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4054         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4055
4056         if (flags & POLLHUP) {
4057                 /*
4058                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4059                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4060                  * for us.
4061                  *
4062                  * We can't race against event freeing since the other
4063                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4064                  * which we hold.
4065                  */
4066                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4067                 if (!list_empty(&event->list)) {
4068                         list_del_init(&event->list);
4069                         /*
4070                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4071                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4072                          */
4073                         schedule_work(&event->remove);
4074                 }
4075                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4076         }
4077
4078         return 0;
4079 }
4080
4081 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4082                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4083 {
4084         struct mem_cgroup_event *event =
4085                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4086
4087         event->wqh = wqh;
4088         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4089 }
4090
4091 /*
4092  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4093  *
4094  * Parse input and register new cgroup event handler.
4095  *
4096  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4097  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4098  */
4099 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4100                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4101 {
4102         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4103         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4104         struct mem_cgroup_event *event;
4105         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4106         unsigned int efd, cfd;
4107         struct fd efile;
4108         struct fd cfile;
4109         const char *name;
4110         char *endp;
4111         int ret;
4112
4113         buf = strstrip(buf);
4114
4115         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4116         if (*endp != ' ')
4117                 return -EINVAL;
4118         buf = endp + 1;
4119
4120         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4121         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4122                 return -EINVAL;
4123         buf = endp + 1;
4124
4125         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4126         if (!event)
4127                 return -ENOMEM;
4128
4129         event->memcg = memcg;
4130         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4131         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4132         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4133         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4134
4135         efile = fdget(efd);
4136         if (!efile.file) {
4137                 ret = -EBADF;
4138                 goto out_kfree;
4139         }
4140
4141         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4142         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4143                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4144                 goto out_put_efile;
4145         }
4146
4147         cfile = fdget(cfd);
4148         if (!cfile.file) {
4149                 ret = -EBADF;
4150                 goto out_put_eventfd;
4151         }
4152
4153         /* the process need read permission on control file */
4154         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4155         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4156         if (ret < 0)
4157                 goto out_put_cfile;
4158
4159         /*
4160          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4161          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4162          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4163          * is for compatibility anyway.
4164          *
4165          * DO NOT ADD NEW FILES.
4166          */
4167         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4168
4169         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4170                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4171                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4172         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4173                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4174                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4175         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4176                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4177                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4178         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4179                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4180                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4181         } else {
4182                 ret = -EINVAL;
4183                 goto out_put_cfile;
4184         }
4185
4186         /*
4187          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4188          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4189          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4190          */
4191         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4192                                                &memory_cgrp_subsys);
4193         ret = -EINVAL;
4194         if (IS_ERR(cfile_css))
4195                 goto out_put_cfile;
4196         if (cfile_css != css) {
4197                 css_put(cfile_css);
4198                 goto out_put_cfile;
4199         }
4200
4201         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4202         if (ret)
4203                 goto out_put_css;
4204
4205         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4206
4207         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4208         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4209         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4210
4211         fdput(cfile);
4212         fdput(efile);
4213
4214         return nbytes;
4215
4216 out_put_css:
4217         css_put(css);
4218 out_put_cfile:
4219         fdput(cfile);
4220 out_put_eventfd:
4221         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4222 out_put_efile:
4223         fdput(efile);
4224 out_kfree:
4225         kfree(event);
4226
4227         return ret;
4228 }
4229
4230 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4231         {
4232                 .name = "usage_in_bytes",
4233                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4234                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4235         },
4236         {
4237                 .name = "max_usage_in_bytes",
4238                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4239                 .write = mem_cgroup_reset,
4240                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4241         },
4242         {
4243                 .name = "limit_in_bytes",
4244                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4245                 .write = mem_cgroup_write,
4246                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4247         },
4248         {
4249                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4250                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4251                 .write = mem_cgroup_write,
4252                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4253         },
4254         {
4255                 .name = "failcnt",
4256                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4257                 .write = mem_cgroup_reset,
4258                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4259         },
4260         {
4261                 .name = "stat",
4262                 .seq_show = memcg_stat_show,
4263         },
4264         {
4265                 .name = "force_empty",
4266                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4267         },
4268         {
4269                 .name = "use_hierarchy",
4270                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4271                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4272         },
4273         {
4274                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4275                 .write = memcg_write_event_control,
4276                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4277                 .mode = S_IWUGO,
4278         },
4279         {
4280                 .name = "swappiness",
4281                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4282                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4283         },
4284         {
4285                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4286                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4287                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4288         },
4289         {
4290                 .name = "oom_control",
4291                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4292                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4293                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4294         },
4295         {
4296                 .name = "pressure_level",
4297         },
4298 #ifdef CONFIG_NUMA
4299         {
4300                 .name = "numa_stat",
4301                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4302         },
4303 #endif
4304 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4305         {
4306                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4307                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4308                 .write = mem_cgroup_write,
4309                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4310         },
4311         {
4312                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4313                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4314                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4315         },
4316         {
4317                 .name = "kmem.failcnt",
4318                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4319                 .write = mem_cgroup_reset,
4320                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4321         },
4322         {
4323                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4324                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4325                 .write = mem_cgroup_reset,
4326                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4327         },
4328 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4329         {
4330                 .name = "kmem.slabinfo",
4331                 .seq_start = slab_start,
4332                 .seq_next = slab_next,
4333                 .seq_stop = slab_stop,
4334                 .seq_show = memcg_slab_show,
4335         },
4336 #endif
4337 #endif
4338         { },    /* terminate */
4339 };
4340
4341 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4342 {
4343         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4344         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4345         int zone, tmp = node;
4346         /*
4347          * This routine is called against possible nodes.
4348          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4349          *
4350          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4351          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4352          *       function.
4353          */
4354         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4355                 tmp = -1;
4356         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4357         if (!pn)
4358                 return 1;
4359
4360         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4361                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4362                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4363                 mz->usage_in_excess = 0;
4364                 mz->on_tree = false;
4365                 mz->memcg = memcg;
4366         }
4367         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4372 {
4373         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4374 }
4375
4376 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4377 {
4378         struct mem_cgroup *memcg;
4379         size_t size;
4380
4381         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4382         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4383
4384         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4385         if (!memcg)
4386                 return NULL;
4387
4388         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4389         if (!memcg->stat)
4390                 goto out_free;
4391         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4392         return memcg;
4393
4394 out_free:
4395         kfree(memcg);
4396         return NULL;
4397 }
4398
4399 /*
4400  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4401  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4402  *
4403  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4404  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4405  * it goes down to 0.
4406  *
4407  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4408  */
4409
4410 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4411 {
4412         int node;
4413
4414         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4415
4416         for_each_node(node)
4417                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4418
4419         free_percpu(memcg->stat);
4420         kfree(memcg);
4421 }
4422
4423 /*
4424  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4425  */
4426 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4427 {
4428         if (!memcg->memory.parent)
4429                 return NULL;
4430         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4431 }
4432 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4433
4434 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4435 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4436 {
4437         struct mem_cgroup *memcg;
4438         long error = -ENOMEM;
4439         int node;
4440
4441         memcg = mem_cgroup_alloc();
4442         if (!memcg)
4443                 return ERR_PTR(error);
4444
4445         for_each_node(node)
4446                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4447                         goto free_out;
4448
4449         /* root ? */
4450         if (parent_css == NULL) {
4451                 root_mem_cgroup = memcg;
4452                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4453                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4454                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4455                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4456                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4457         }
4458
4459         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4460         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4461         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4462         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4463         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4464         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4465         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4466         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4467 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4468         memcg->kmemcg_id = -1;
4469 #endif
4470
4471         return &memcg->css;
4472
4473 free_out:
4474         __mem_cgroup_free(memcg);
4475         return ERR_PTR(error);
4476 }
4477
4478 static int
4479 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4480 {
4481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4482         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4483         int ret;
4484
4485         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4486                 return -ENOSPC;
4487
4488         if (!parent)
4489                 return 0;
4490
4491         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4492
4493         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4494         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4495         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4496
4497         if (parent->use_hierarchy) {
4498                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4499                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4500                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4501                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4502                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4503
4504                 /*
4505                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4506                  * core guarantees its existence.
4507                  */
4508         } else {
4509                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4510                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4511                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4512                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4513                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4514                 /*
4515                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4516                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4517                  * unfortunate state in our controller.
4518                  */
4519                 if (parent != root_mem_cgroup)
4520                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4521         }
4522         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4523
4524         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4525         if (ret)
4526                 return ret;
4527
4528         /*
4529          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4530          * orders reading memcg->initialized against its callers
4531          * reading the memcg members.
4532          */
4533         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4534
4535         return 0;
4536 }
4537
4538 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4539 {
4540         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4541         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4542
4543         /*
4544          * Unregister events and notify userspace.
4545          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4546          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4547          */
4548         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4549         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4550                 list_del_init(&event->list);
4551                 schedule_work(&event->remove);
4552         }
4553         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4554
4555         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4556
4557         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4558 }
4559
4560 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4561 {
4562         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4563
4564         memcg_destroy_kmem(memcg);
4565         __mem_cgroup_free(memcg);
4566 }
4567
4568 /**
4569  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4570  * @css: the target css
4571  *
4572  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4573  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4574  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4575  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4576  * made visible again.
4577  *
4578  * The current implementation only resets the essential configurations.
4579  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4580  */
4581 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4582 {
4583         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4584
4585         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4586         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4587         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4588         memcg->low = 0;
4589         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4590         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4591 }
4592
4593 #ifdef CONFIG_MMU
4594 /* Handlers for move charge at task migration. */
4595 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4596 {
4597         int ret;
4598
4599         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4600         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4601         if (!ret) {
4602                 mc.precharge += count;
4603                 return ret;
4604         }
4605         if (ret == -EINTR) {
4606                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4607                 return ret;
4608         }
4609
4610         /* Try charges one by one with reclaim */
4611         while (count--) {
4612                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4613                 /*
4614                  * In case of failure, any residual charges against
4615                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4616                  * later on.  However, cancel any charges that are
4617                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4618                  */
4619                 if (ret == -EINTR)
4620                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4621                 if (ret)
4622                         return ret;
4623                 mc.precharge++;
4624                 cond_resched();
4625         }
4626         return 0;
4627 }
4628
4629 /**
4630  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4631  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4632  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4633  * @ptent: the pte to be checked
4634  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4635  *
4636  * Returns
4637  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4638  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4639  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4640  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4641  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4642  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4643  *     in target->ent.
4644  *
4645  * Called with pte lock held.
4646  */
4647 union mc_target {
4648         struct page     *page;
4649         swp_entry_t     ent;
4650 };
4651
4652 enum mc_target_type {
4653         MC_TARGET_NONE = 0,
4654         MC_TARGET_PAGE,
4655         MC_TARGET_SWAP,
4656 };
4657
4658 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4659                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4660 {
4661         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4662
4663         if (!page || !page_mapped(page))
4664                 return NULL;
4665         if (PageAnon(page)) {
4666                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4667                         return NULL;
4668         } else {
4669                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4670                         return NULL;
4671         }
4672         if (!get_page_unless_zero(page))
4673                 return NULL;
4674
4675         return page;
4676 }
4677
4678 #ifdef CONFIG_SWAP
4679 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4680                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4681 {
4682         struct page *page = NULL;
4683         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4684
4685         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4686                 return NULL;
4687         /*
4688          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4689          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4690          */
4691         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4692         if (do_swap_account)
4693                 entry->val = ent.val;
4694
4695         return page;
4696 }
4697 #else
4698 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4699                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4700 {
4701         return NULL;
4702 }
4703 #endif
4704
4705 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4706                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4707 {
4708         struct page *page = NULL;
4709         struct address_space *mapping;
4710         pgoff_t pgoff;
4711
4712         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4713                 return NULL;
4714         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4715                 return NULL;
4716
4717         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4718         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4719
4720         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4721 #ifdef CONFIG_SWAP
4722         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4723         if (shmem_mapping(mapping)) {
4724                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4725                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4726                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4727                         if (do_swap_account)
4728                                 *entry = swp;
4729                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4730                 }
4731         } else
4732                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4733 #else
4734         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4735 #endif
4736         return page;
4737 }
4738
4739 /**
4740  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4741  * @page: the page
4742  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4743  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4744  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4745  *
4746  * The caller must confirm following.
4747  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4748  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4749  *
4750  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4751  * from old cgroup.
4752  */
4753 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4754                                    unsigned int nr_pages,
4755                                    struct mem_cgroup *from,
4756                                    struct mem_cgroup *to)
4757 {
4758         unsigned long flags;
4759         int ret;
4760
4761         VM_BUG_ON(from == to);
4762         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4763         /*
4764          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4765          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4766          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4767          * hold it.
4768          */
4769         ret = -EBUSY;
4770         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4771                 goto out;
4772
4773         /*
4774          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4775          * of its source page while we change it: page migration takes
4776          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4777          */
4778         if (!trylock_page(page))
4779                 goto out;
4780
4781         ret = -EINVAL;
4782         if (page->mem_cgroup != from)
4783                 goto out_unlock;
4784
4785         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4786
4787         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
4788                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4789                                nr_pages);
4790                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4791                                nr_pages);
4792         }
4793
4794         if (PageWriteback(page)) {
4795                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4796                                nr_pages);
4797                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4798                                nr_pages);
4799         }
4800
4801         /*
4802          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4803          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4804          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4805          */
4806
4807         /* caller should have done css_get */
4808         page->mem_cgroup = to;
4809         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4810
4811         ret = 0;
4812
4813         local_irq_disable();
4814         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4815         memcg_check_events(to, page);
4816         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4817         memcg_check_events(from, page);
4818         local_irq_enable();
4819 out_unlock:
4820         unlock_page(page);
4821 out:
4822         return ret;
4823 }
4824
4825 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4826                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4827 {
4828         struct page *page = NULL;
4829         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4830         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4831
4832         if (pte_present(ptent))
4833                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4834         else if (is_swap_pte(ptent))
4835                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4836         else if (pte_none(ptent))
4837                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4838
4839         if (!page && !ent.val)
4840                 return ret;
4841         if (page) {
4842                 /*
4843                  * Do only loose check w/o serialization.
4844                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4845                  * not under LRU exclusion.
4846                  */
4847                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4848                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4849                         if (target)
4850                                 target->page = page;
4851                 }
4852                 if (!ret || !target)
4853                         put_page(page);
4854         }
4855         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4856         if (ent.val && !ret &&
4857             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4858                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4859                 if (target)
4860                         target->ent = ent;
4861         }
4862         return ret;
4863 }
4864
4865 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4866 /*
4867  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4868  * support them for now.
4869  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4870  */
4871 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4872                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4873 {
4874         struct page *page = NULL;
4875         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4876
4877         page = pmd_page(pmd);
4878         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4879         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4880                 return ret;
4881         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4882                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4883                 if (target) {
4884                         get_page(page);
4885                         target->page = page;
4886                 }
4887         }
4888         return ret;
4889 }
4890 #else
4891 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4892                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4893 {
4894         return MC_TARGET_NONE;
4895 }
4896 #endif
4897
4898 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4899                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4900                                         struct mm_walk *walk)
4901 {
4902         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4903         pte_t *pte;
4904         spinlock_t *ptl;
4905
4906         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4907                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4908                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4909                 spin_unlock(ptl);
4910                 return 0;
4911         }
4912
4913         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4914                 return 0;
4915         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4916         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4917                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4918                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4919         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4920         cond_resched();
4921
4922         return 0;
4923 }
4924
4925 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4926 {
4927         unsigned long precharge;
4928
4929         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4930                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4931                 .mm = mm,
4932         };
4933         down_read(&mm->mmap_sem);
4934         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4935         up_read(&mm->mmap_sem);
4936
4937         precharge = mc.precharge;
4938         mc.precharge = 0;
4939
4940         return precharge;
4941 }
4942
4943 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4944 {
4945         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4946
4947         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4948         mc.moving_task = current;
4949         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4950 }
4951
4952 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4953 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4954 {
4955         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4956         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4957
4958         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4959         if (mc.precharge) {
4960                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4961                 mc.precharge = 0;
4962         }
4963         /*
4964          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4965          * we must uncharge here.
4966          */
4967         if (mc.moved_charge) {
4968                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4969                 mc.moved_charge = 0;
4970         }
4971         /* we must fixup refcnts and charges */
4972         if (mc.moved_swap) {
4973                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4974                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4975                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4976
4977                 /*
4978                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4979                  * should uncharge to->memory.
4980                  */
4981                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4982                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4983
4984                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4985
4986                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4987                 mc.moved_swap = 0;
4988         }
4989         memcg_oom_recover(from);
4990         memcg_oom_recover(to);
4991         wake_up_all(&mc.waitq);
4992 }
4993
4994 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4995 {
4996         /*
4997          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4998          * task migration.
4999          */
5000         mc.moving_task = NULL;
5001         __mem_cgroup_clear_mc();
5002         spin_lock(&mc.lock);
5003         mc.from = NULL;
5004         mc.to = NULL;
5005         spin_unlock(&mc.lock);
5006 }
5007
5008 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5009                                  struct cgroup_taskset *tset)
5010 {
5011         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5012         int ret = 0;
5013         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5014         unsigned long move_flags;
5015
5016         /*
5017          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5018          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5019          * So we need to save it, and keep it going.
5020          */
5021         move_flags = ACCESS_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5022         if (move_flags) {
5023                 struct mm_struct *mm;
5024                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5025
5026                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5027
5028                 mm = get_task_mm(p);
5029                 if (!mm)
5030                         return 0;
5031                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5032                 if (mm->owner == p) {
5033                         VM_BUG_ON(mc.from);
5034                         VM_BUG_ON(mc.to);
5035                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5036                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5037                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5038
5039                         spin_lock(&mc.lock);
5040                         mc.from = from;
5041                         mc.to = memcg;
5042                         mc.flags = move_flags;
5043                         spin_unlock(&mc.lock);
5044                         /* We set mc.moving_task later */
5045
5046                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5047                         if (ret)
5048                                 mem_cgroup_clear_mc();
5049                 }
5050                 mmput(mm);
5051         }
5052         return ret;
5053 }
5054
5055 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5056                                      struct cgroup_taskset *tset)
5057 {
5058         if (mc.to)
5059                 mem_cgroup_clear_mc();
5060 }
5061
5062 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5063                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5064                                 struct mm_walk *walk)
5065 {
5066         int ret = 0;
5067         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5068         pte_t *pte;
5069         spinlock_t *ptl;
5070         enum mc_target_type target_type;
5071         union mc_target target;
5072         struct page *page;
5073
5074         /*
5075          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5076          * happens because:
5077          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5078          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5079          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5080          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5081          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5082          *    part of thp split is not executed yet.
5083          */
5084         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5085                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5086                         spin_unlock(ptl);
5087                         return 0;
5088                 }
5089                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5090                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5091                         page = target.page;
5092                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5093                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5094                                                              mc.from, mc.to)) {
5095                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5096                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5097                                 }
5098                                 putback_lru_page(page);
5099                         }
5100                         put_page(page);
5101                 }
5102                 spin_unlock(ptl);
5103                 return 0;
5104         }
5105
5106         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5107                 return 0;
5108 retry:
5109         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5110         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5111                 pte_t ptent = *(pte++);
5112                 swp_entry_t ent;
5113
5114                 if (!mc.precharge)
5115                         break;
5116
5117                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5118                 case MC_TARGET_PAGE:
5119                         page = target.page;
5120                         if (isolate_lru_page(page))
5121                                 goto put;
5122                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5123                                 mc.precharge--;
5124                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5125                                 mc.moved_charge++;
5126                         }
5127                         putback_lru_page(page);
5128 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5129                         put_page(page);
5130                         break;
5131                 case MC_TARGET_SWAP:
5132                         ent = target.ent;
5133                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5134                                 mc.precharge--;
5135                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5136                                 mc.moved_swap++;
5137                         }
5138                         break;
5139                 default:
5140                         break;
5141                 }
5142         }
5143         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5144         cond_resched();
5145
5146         if (addr != end) {
5147                 /*
5148                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5149                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5150                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5151                  * phase.
5152                  */
5153                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5154                 if (!ret)
5155                         goto retry;
5156         }
5157
5158         return ret;
5159 }
5160
5161 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5162 {
5163         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5164                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5165                 .mm = mm,
5166         };
5167
5168         lru_add_drain_all();
5169         /*
5170          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5171          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5172          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5173          */
5174         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5175         synchronize_rcu();
5176 retry:
5177         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5178                 /*
5179                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5180                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5181                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5182                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5183                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5184                  */
5185                 __mem_cgroup_clear_mc();
5186                 cond_resched();
5187                 goto retry;
5188         }
5189         /*
5190          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5191          * additional charge, the page walk just aborts.
5192          */
5193         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5194         up_read(&mm->mmap_sem);
5195         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5196 }
5197
5198 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5199                                  struct cgroup_taskset *tset)
5200 {
5201         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5202         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5203
5204         if (mm) {
5205                 if (mc.to)
5206                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5207                 mmput(mm);
5208         }
5209         if (mc.to)
5210                 mem_cgroup_clear_mc();
5211 }
5212 #else   /* !CONFIG_MMU */
5213 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5214                                  struct cgroup_taskset *tset)
5215 {
5216         return 0;
5217 }
5218 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5219                                      struct cgroup_taskset *tset)
5220 {
5221 }
5222 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5223                                  struct cgroup_taskset *tset)
5224 {
5225 }
5226 #endif
5227
5228 /*
5229  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5230  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5231  * attempt.
5232  */
5233 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5234 {
5235         /*
5236          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5237          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5238          * on for the root memcg is enough.
5239          */
5240         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5241                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5242         else
5243                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5244 }
5245
5246 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5247                                struct cftype *cft)
5248 {
5249         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5250 }
5251
5252 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5253 {
5254         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5255         unsigned long low = ACCESS_ONCE(memcg->low);
5256
5257         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5258                 seq_puts(m, "max\n");
5259         else
5260                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5261
5262         return 0;
5263 }
5264
5265 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5266                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5267 {
5268         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5269         unsigned long low;
5270         int err;
5271
5272         buf = strstrip(buf);
5273         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5274         if (err)
5275                 return err;
5276
5277         memcg->low = low;
5278
5279         return nbytes;
5280 }
5281
5282 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5283 {
5284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5285         unsigned long high = ACCESS_ONCE(memcg->high);
5286
5287         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5288                 seq_puts(m, "max\n");
5289         else
5290                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5291
5292         return 0;
5293 }
5294
5295 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5296                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5297 {
5298         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5299         unsigned long high;
5300         int err;
5301
5302         buf = strstrip(buf);
5303         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5304         if (err)
5305                 return err;
5306
5307         memcg->high = high;
5308
5309         return nbytes;
5310 }
5311
5312 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5313 {
5314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5315         unsigned long max = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
5316
5317         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5318                 seq_puts(m, "max\n");
5319         else
5320                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5321
5322         return 0;
5323 }
5324
5325 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5326                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5327 {
5328         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5329         unsigned long max;
5330         int err;
5331
5332         buf = strstrip(buf);
5333         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5334         if (err)
5335                 return err;
5336
5337         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5338         if (err)
5339                 return err;
5340
5341         return nbytes;
5342 }
5343
5344 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5345 {
5346         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5347
5348         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5349         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5350         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5351         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5352
5353         return 0;
5354 }
5355
5356 static struct cftype memory_files[] = {
5357         {
5358                 .name = "current",
5359                 .read_u64 = memory_current_read,
5360         },
5361         {
5362                 .name = "low",
5363                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5364                 .seq_show = memory_low_show,
5365                 .write = memory_low_write,
5366         },
5367         {
5368                 .name = "high",
5369                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5370                 .seq_show = memory_high_show,
5371                 .write = memory_high_write,
5372         },
5373         {
5374                 .name = "max",
5375                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5376                 .seq_show = memory_max_show,
5377                 .write = memory_max_write,
5378         },
5379         {
5380                 .name = "events",
5381                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5382                 .seq_show = memory_events_show,
5383         },
5384         { }     /* terminate */
5385 };
5386
5387 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5388         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5389         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5390         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5391         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5392         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5393         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5394         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5395         .attach = mem_cgroup_move_task,
5396         .bind = mem_cgroup_bind,
5397         .dfl_cftypes = memory_files,
5398         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5399         .early_init = 0,
5400 };
5401
5402 /**
5403  * mem_cgroup_events - count memory events against a cgroup
5404  * @memcg: the memory cgroup
5405  * @idx: the event index
5406  * @nr: the number of events to account for
5407  */
5408 void mem_cgroup_events(struct mem_cgroup *memcg,
5409                        enum mem_cgroup_events_index idx,
5410                        unsigned int nr)
5411 {
5412         this_cpu_add(memcg->stat->events[idx], nr);
5413 }
5414
5415 /**
5416  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5417  * @root: the highest ancestor to consider
5418  * @memcg: the memory cgroup to check
5419  *
5420  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5421  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5422  */
5423 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5424 {
5425         if (mem_cgroup_disabled())
5426                 return false;
5427
5428         /*
5429          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5430          * it's never low when looked at directly, and it is not
5431          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5432          */
5433
5434         if (memcg == root_mem_cgroup)
5435                 return false;
5436
5437         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5438                 return false;
5439
5440         while (memcg != root) {
5441                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5442
5443                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5444                         break;
5445
5446                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5447                         return false;
5448         }
5449         return true;
5450 }
5451
5452 /**
5453  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5454  * @page: page to charge
5455  * @mm: mm context of the victim
5456  * @gfp_mask: reclaim mode
5457  * @memcgp: charged memcg return
5458  *
5459  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5460  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5461  *
5462  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5463  * Otherwise, an error code is returned.
5464  *
5465  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5466  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5467  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5468  */
5469 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5470                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5471 {
5472         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5473         unsigned int nr_pages = 1;
5474         int ret = 0;
5475
5476         if (mem_cgroup_disabled())
5477                 goto out;
5478
5479         if (PageSwapCache(page)) {
5480                 /*
5481                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5482                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5483                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5484                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5485                  * in turn serializes uncharging.
5486                  */
5487                 if (page->mem_cgroup)
5488                         goto out;
5489         }
5490
5491         if (PageTransHuge(page)) {
5492                 nr_pages <<= compound_order(page);
5493                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5494         }
5495
5496         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5497                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5498         if (!memcg)
5499                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5500
5501         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5502
5503         css_put(&memcg->css);
5504
5505         if (ret == -EINTR) {
5506                 memcg = root_mem_cgroup;
5507                 ret = 0;
5508         }
5509 out:
5510         *memcgp = memcg;
5511         return ret;
5512 }
5513
5514 /**
5515  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5516  * @page: page to charge
5517  * @memcg: memcg to charge the page to
5518  * @lrucare: page might be on LRU already
5519  *
5520  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5521  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5522  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5523  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5524  *
5525  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5526  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5527  *
5528  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5529  */
5530 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5531                               bool lrucare)
5532 {
5533         unsigned int nr_pages = 1;
5534
5535         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5536         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5537
5538         if (mem_cgroup_disabled())
5539                 return;
5540         /*
5541          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5542          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5543          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5544          */
5545         if (!memcg)
5546                 return;
5547
5548         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5549
5550         if (PageTransHuge(page)) {
5551                 nr_pages <<= compound_order(page);
5552                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5553         }
5554
5555         local_irq_disable();
5556         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5557         memcg_check_events(memcg, page);
5558         local_irq_enable();
5559
5560         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5561                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5562                 /*
5563                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5564                  * let's not wait for it.  The page already received a
5565                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5566                  */
5567                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5568         }
5569 }
5570
5571 /**
5572  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5573  * @page: page to charge
5574  * @memcg: memcg to charge the page to
5575  *
5576  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5577  */
5578 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5579 {
5580         unsigned int nr_pages = 1;
5581
5582         if (mem_cgroup_disabled())
5583                 return;
5584         /*
5585          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5586          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5587          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5588          */
5589         if (!memcg)
5590                 return;
5591
5592         if (PageTransHuge(page)) {
5593                 nr_pages <<= compound_order(page);
5594                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5595         }
5596
5597         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5598 }
5599
5600 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5601                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5602                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5603 {
5604         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5605         unsigned long flags;
5606
5607         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5608                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5609                 if (do_swap_account)
5610                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5611                 memcg_oom_recover(memcg);
5612         }
5613
5614         local_irq_save(flags);
5615         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5616         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5617         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5618         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5619         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5620         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5621         local_irq_restore(flags);
5622
5623         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5624                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5625 }
5626
5627 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5628 {
5629         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5630         unsigned long nr_anon = 0;
5631         unsigned long nr_file = 0;
5632         unsigned long nr_huge = 0;
5633         unsigned long pgpgout = 0;
5634         struct list_head *next;
5635         struct page *page;
5636
5637         next = page_list->next;
5638         do {
5639                 unsigned int nr_pages = 1;
5640
5641                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5642                 next = page->lru.next;
5643
5644                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5645                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5646
5647                 if (!page->mem_cgroup)
5648                         continue;
5649
5650                 /*
5651                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5652                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5653                  * exclusive access to the page.
5654                  */
5655
5656                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5657                         if (memcg) {
5658                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5659                                                nr_huge, page);
5660                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5661                         }
5662                         memcg = page->mem_cgroup;
5663                 }
5664
5665                 if (PageTransHuge(page)) {
5666                         nr_pages <<= compound_order(page);
5667                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5668                         nr_huge += nr_pages;
5669                 }
5670
5671                 if (PageAnon(page))
5672                         nr_anon += nr_pages;
5673                 else
5674                         nr_file += nr_pages;
5675
5676                 page->mem_cgroup = NULL;
5677
5678                 pgpgout++;
5679         } while (next != page_list);
5680
5681         if (memcg)
5682                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5683                                nr_huge, page);
5684 }
5685
5686 /**
5687  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5688  * @page: page to uncharge
5689  *
5690  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5691  * mem_cgroup_commit_charge().
5692  */
5693 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5694 {
5695         if (mem_cgroup_disabled())
5696                 return;
5697
5698         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5699         if (!page->mem_cgroup)
5700                 return;
5701
5702         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5703         uncharge_list(&page->lru);
5704 }
5705
5706 /**
5707  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5708  * @page_list: list of pages to uncharge
5709  *
5710  * Uncharge a list of pages previously charged with
5711  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5712  */
5713 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5714 {
5715         if (mem_cgroup_disabled())
5716                 return;
5717
5718         if (!list_empty(page_list))
5719                 uncharge_list(page_list);
5720 }
5721
5722 /**
5723  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5724  * @oldpage: currently charged page
5725  * @newpage: page to transfer the charge to
5726  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5727  *
5728  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5729  *
5730  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5731  */
5732 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5733                         bool lrucare)
5734 {
5735         struct mem_cgroup *memcg;
5736         int isolated;
5737
5738         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5739         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5740         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5741         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5742         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5743         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5744                        newpage);
5745
5746         if (mem_cgroup_disabled())
5747                 return;
5748
5749         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5750         if (newpage->mem_cgroup)
5751                 return;
5752
5753         /*
5754          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5755          * charged, and migration from compaction can happen to an
5756          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5757          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5758          */
5759         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5760         if (!memcg)
5761                 return;
5762
5763         if (lrucare)
5764                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5765
5766         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5767
5768         if (lrucare)
5769                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5770
5771         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5772 }
5773
5774 /*
5775  * subsys_initcall() for memory controller.
5776  *
5777  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5778  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5779  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5780  * be initialized from here.
5781  */
5782 static int __init mem_cgroup_init(void)
5783 {
5784         int cpu, node;
5785
5786         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5787
5788         for_each_possible_cpu(cpu)
5789                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5790                           drain_local_stock);
5791
5792         for_each_node(node) {
5793                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5794                 int zone;
5795
5796                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5797                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5798
5799                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5800                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5801
5802                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5803                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5804                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5805                 }
5806                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5807         }
5808
5809         return 0;
5810 }
5811 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5812
5813 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5814 /**
5815  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5816  * @page: page whose memsw charge to transfer
5817  * @entry: swap entry to move the charge to
5818  *
5819  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5820  */
5821 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5822 {
5823         struct mem_cgroup *memcg;
5824         unsigned short oldid;
5825
5826         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5827         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5828
5829         if (!do_swap_account)
5830                 return;
5831
5832         memcg = page->mem_cgroup;
5833
5834         /* Readahead page, never charged */
5835         if (!memcg)
5836                 return;
5837
5838         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5839         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5840         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5841
5842         page->mem_cgroup = NULL;
5843
5844         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5845                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5846
5847         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5848         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5849
5850         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5851         memcg_check_events(memcg, page);
5852 }
5853
5854 /**
5855  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5856  * @entry: swap entry to uncharge
5857  *
5858  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5859  */
5860 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5861 {
5862         struct mem_cgroup *memcg;
5863         unsigned short id;
5864
5865         if (!do_swap_account)
5866                 return;
5867
5868         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5869         rcu_read_lock();
5870         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5871         if (memcg) {
5872                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5873                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5874                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5875                 css_put(&memcg->css);
5876         }
5877         rcu_read_unlock();
5878 }
5879
5880 /* for remember boot option*/
5881 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5882 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5883 #else
5884 static int really_do_swap_account __initdata;
5885 #endif
5886
5887 static int __init enable_swap_account(char *s)
5888 {
5889         if (!strcmp(s, "1"))
5890                 really_do_swap_account = 1;
5891         else if (!strcmp(s, "0"))
5892                 really_do_swap_account = 0;
5893         return 1;
5894 }
5895 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5896
5897 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5898         {
5899                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5900                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5901                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5902         },
5903         {
5904                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5905                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5906                 .write = mem_cgroup_reset,
5907                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5908         },
5909         {
5910                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5911                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5912                 .write = mem_cgroup_write,
5913                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5914         },
5915         {
5916                 .name = "memsw.failcnt",
5917                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5918                 .write = mem_cgroup_reset,
5919                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5920         },
5921         { },    /* terminate */
5922 };
5923
5924 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5925 {
5926         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5927                 do_swap_account = 1;
5928                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5929                                                   memsw_cgroup_files));
5930         }
5931         return 0;
5932 }
5933 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5934
5935 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */