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