Merge tag 'nfs-for-4.1-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include <net/tcp_memcontrol.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
79 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80
81 /* Whether the swap controller is active */
82 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
83 int do_swap_account __read_mostly;
84 #else
85 #define do_swap_account         0
86 #endif
87
88 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
89         "cache",
90         "rss",
91         "rss_huge",
92         "mapped_file",
93         "writeback",
94         "swap",
95 };
96
97 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
98         "pgpgin",
99         "pgpgout",
100         "pgfault",
101         "pgmajfault",
102 };
103
104 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
105         "inactive_anon",
106         "active_anon",
107         "inactive_file",
108         "active_file",
109         "unevictable",
110 };
111
112 /*
113  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
114  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
115  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
116  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
117  */
118 enum mem_cgroup_events_target {
119         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
120         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
121         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
122         MEM_CGROUP_NTARGETS,
123 };
124 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
125 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
126 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
127
128 struct mem_cgroup_stat_cpu {
129         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
130         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
131         unsigned long nr_page_events;
132         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
133 };
134
135 struct reclaim_iter {
136         struct mem_cgroup *position;
137         /* scan generation, increased every round-trip */
138         unsigned int generation;
139 };
140
141 /*
142  * per-zone information in memory controller.
143  */
144 struct mem_cgroup_per_zone {
145         struct lruvec           lruvec;
146         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
147
148         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
149
150         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
151         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
152                                                 /* the soft limit is exceeded*/
153         bool                    on_tree;
154         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
155                                                 /* use container_of        */
156 };
157
158 struct mem_cgroup_per_node {
159         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
160 };
161
162 /*
163  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
164  * their hierarchy representation
165  */
166
167 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
168         struct rb_root rb_root;
169         spinlock_t lock;
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree_per_node {
173         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
174 };
175
176 struct mem_cgroup_tree {
177         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
178 };
179
180 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
181
182 struct mem_cgroup_threshold {
183         struct eventfd_ctx *eventfd;
184         unsigned long threshold;
185 };
186
187 /* For threshold */
188 struct mem_cgroup_threshold_ary {
189         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
190         int current_threshold;
191         /* Size of entries[] */
192         unsigned int size;
193         /* Array of thresholds */
194         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
195 };
196
197 struct mem_cgroup_thresholds {
198         /* Primary thresholds array */
199         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
200         /*
201          * Spare threshold array.
202          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
203          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
204          */
205         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
206 };
207
208 /* for OOM */
209 struct mem_cgroup_eventfd_list {
210         struct list_head list;
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212 };
213
214 /*
215  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
216  */
217 struct mem_cgroup_event {
218         /*
219          * memcg which the event belongs to.
220          */
221         struct mem_cgroup *memcg;
222         /*
223          * eventfd to signal userspace about the event.
224          */
225         struct eventfd_ctx *eventfd;
226         /*
227          * Each of these stored in a list by the cgroup.
228          */
229         struct list_head list;
230         /*
231          * register_event() callback will be used to add new userspace
232          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
233          * on eventfd to send notification to userspace.
234          */
235         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
236                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
237         /*
238          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
239          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
240          * if you want provide notification functionality.
241          */
242         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
243                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
244         /*
245          * All fields below needed to unregister event when
246          * userspace closes eventfd.
247          */
248         poll_table pt;
249         wait_queue_head_t *wqh;
250         wait_queue_t wait;
251         struct work_struct remove;
252 };
253
254 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
255 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
256
257 /*
258  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
259  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
260  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
261  * to help the administrator determine what knobs to tune.
262  */
263 struct mem_cgroup {
264         struct cgroup_subsys_state css;
265
266         /* Accounted resources */
267         struct page_counter memory;
268         struct page_counter memsw;
269         struct page_counter kmem;
270
271         /* Normal memory consumption range */
272         unsigned long low;
273         unsigned long high;
274
275         unsigned long soft_limit;
276
277         /* vmpressure notifications */
278         struct vmpressure vmpressure;
279
280         /* css_online() has been completed */
281         int initialized;
282
283         /*
284          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
285          */
286         bool use_hierarchy;
287
288         bool            oom_lock;
289         atomic_t        under_oom;
290         atomic_t        oom_wakeups;
291
292         int     swappiness;
293         /* OOM-Killer disable */
294         int             oom_kill_disable;
295
296         /* protect arrays of thresholds */
297         struct mutex thresholds_lock;
298
299         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
300         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
301
302         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
303         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
304
305         /* For oom notifier event fd */
306         struct list_head oom_notify;
307
308         /*
309          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
310          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
311          */
312         unsigned long move_charge_at_immigrate;
313         /*
314          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
315          */
316         atomic_t                moving_account;
317         /* taken only while moving_account > 0 */
318         spinlock_t              move_lock;
319         struct task_struct      *move_lock_task;
320         unsigned long           move_lock_flags;
321         /*
322          * percpu counter.
323          */
324         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
325         /*
326          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
327          * See mem_cgroup_read_stat().
328          */
329         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
330         spinlock_t pcp_counter_lock;
331
332 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
333         struct cg_proto tcp_mem;
334 #endif
335 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
336         /* Index in the kmem_cache->memcg_params.memcg_caches array */
337         int kmemcg_id;
338         bool kmem_acct_activated;
339         bool kmem_acct_active;
340 #endif
341
342         int last_scanned_node;
343 #if MAX_NUMNODES > 1
344         nodemask_t      scan_nodes;
345         atomic_t        numainfo_events;
346         atomic_t        numainfo_updating;
347 #endif
348
349         /* List of events which userspace want to receive */
350         struct list_head event_list;
351         spinlock_t event_list_lock;
352
353         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
354         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
355 };
356
357 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
358 bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
359 {
360         return memcg->kmem_acct_active;
361 }
362 #endif
363
364 /* Stuffs for move charges at task migration. */
365 /*
366  * Types of charges to be moved.
367  */
368 #define MOVE_ANON       0x1U
369 #define MOVE_FILE       0x2U
370 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
371
372 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
373 static struct move_charge_struct {
374         spinlock_t        lock; /* for from, to */
375         struct mem_cgroup *from;
376         struct mem_cgroup *to;
377         unsigned long flags;
378         unsigned long precharge;
379         unsigned long moved_charge;
380         unsigned long moved_swap;
381         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
382         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
383 } mc = {
384         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
385         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
386 };
387
388 /*
389  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
390  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
391  */
392 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
393 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
394
395 enum charge_type {
396         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
397         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
398         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
399         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
400         NR_CHARGE_TYPE,
401 };
402
403 /* for encoding cft->private value on file */
404 enum res_type {
405         _MEM,
406         _MEMSWAP,
407         _OOM_TYPE,
408         _KMEM,
409 };
410
411 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
412 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
413 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
414 /* Used for OOM nofiier */
415 #define OOM_CONTROL             (0)
416
417 /*
418  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
419  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
420  * appearing has to hold it as well.
421  */
422 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
423
424 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
425 {
426         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
427 }
428
429 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
430 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
431 {
432         if (!memcg)
433                 memcg = root_mem_cgroup;
434         return &memcg->vmpressure;
435 }
436
437 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
438 {
439         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
440 }
441
442 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return (memcg == root_mem_cgroup);
445 }
446
447 /*
448  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
449  * an unsigned short.
450  */
451 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
452
453 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         return memcg->css.id;
456 }
457
458 /*
459  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
460  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
461  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
462  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
463  */
464 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
465 {
466         struct cgroup_subsys_state *css;
467
468         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
469         return mem_cgroup_from_css(css);
470 }
471
472 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
473 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
474
475 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
476 {
477         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
478                 struct mem_cgroup *memcg;
479                 struct cg_proto *cg_proto;
480
481                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
482
483                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
484                  * filled. It won't however, necessarily happen from
485                  * process context. So the test for root memcg given
486                  * the current task's memcg won't help us in this case.
487                  *
488                  * Respecting the original socket's memcg is a better
489                  * decision in this case.
490                  */
491                 if (sk->sk_cgrp) {
492                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
493                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
494                         return;
495                 }
496
497                 rcu_read_lock();
498                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
499                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
500                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
501                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
502                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
503                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
504                 }
505                 rcu_read_unlock();
506         }
507 }
508 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
509
510 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
511 {
512         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
513                 struct mem_cgroup *memcg;
514                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
515                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
516                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
517         }
518 }
519
520 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
521 {
522         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
523                 return NULL;
524
525         return &memcg->tcp_mem;
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
528
529 #endif
530
531 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
532 /*
533  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
534  * The main reason for not using cgroup id for this:
535  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
536  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
537  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
538  *  200 entry array for that.
539  *
540  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
541  * will double each time we have to increase it.
542  */
543 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
544 int memcg_nr_cache_ids;
545
546 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
547 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
548
549 void memcg_get_cache_ids(void)
550 {
551         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
552 }
553
554 void memcg_put_cache_ids(void)
555 {
556         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
557 }
558
559 /*
560  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
561  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
562  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
563  * tunable, but that is strictly not necessary.
564  *
565  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
566  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
567  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
568  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
569  * increase ours as well if it increases.
570  */
571 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
572 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
573
574 /*
575  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
576  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
577  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
578  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
579  */
580 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
581 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
582
583 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
584
585 static struct mem_cgroup_per_zone *
586 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
587 {
588         int nid = zone_to_nid(zone);
589         int zid = zone_idx(zone);
590
591         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
592 }
593
594 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
595 {
596         return &memcg->css;
597 }
598
599 static struct mem_cgroup_per_zone *
600 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
601 {
602         int nid = page_to_nid(page);
603         int zid = page_zonenum(page);
604
605         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
606 }
607
608 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
609 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
610 {
611         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
612 }
613
614 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
615 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
616 {
617         int nid = page_to_nid(page);
618         int zid = page_zonenum(page);
619
620         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
621 }
622
623 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
624                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
625                                          unsigned long new_usage_in_excess)
626 {
627         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
628         struct rb_node *parent = NULL;
629         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
630
631         if (mz->on_tree)
632                 return;
633
634         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
635         if (!mz->usage_in_excess)
636                 return;
637         while (*p) {
638                 parent = *p;
639                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
640                                         tree_node);
641                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
642                         p = &(*p)->rb_left;
643                 /*
644                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
645                  * limit by the same amount
646                  */
647                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
648                         p = &(*p)->rb_right;
649         }
650         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
651         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
652         mz->on_tree = true;
653 }
654
655 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
656                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
657 {
658         if (!mz->on_tree)
659                 return;
660         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
661         mz->on_tree = false;
662 }
663
664 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
665                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
666 {
667         unsigned long flags;
668
669         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
670         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
671         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
672 }
673
674 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
675 {
676         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
677         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
678         unsigned long excess = 0;
679
680         if (nr_pages > soft_limit)
681                 excess = nr_pages - soft_limit;
682
683         return excess;
684 }
685
686 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
687 {
688         unsigned long excess;
689         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
690         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
691
692         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
693         /*
694          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
695          * because their event counter is not touched.
696          */
697         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
698                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
699                 excess = soft_limit_excess(memcg);
700                 /*
701                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
702                  * mem is over its softlimit.
703                  */
704                 if (excess || mz->on_tree) {
705                         unsigned long flags;
706
707                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
708                         /* if on-tree, remove it */
709                         if (mz->on_tree)
710                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
711                         /*
712                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
713                          * If excess is 0, no tree ops.
714                          */
715                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
716                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
717                 }
718         }
719 }
720
721 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
722 {
723         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
724         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
725         int nid, zid;
726
727         for_each_node(nid) {
728                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
729                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
730                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
731                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
732                 }
733         }
734 }
735
736 static struct mem_cgroup_per_zone *
737 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
738 {
739         struct rb_node *rightmost = NULL;
740         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
741
742 retry:
743         mz = NULL;
744         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
745         if (!rightmost)
746                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
747
748         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
749         /*
750          * Remove the node now but someone else can add it back,
751          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
752          * position in the tree.
753          */
754         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
755         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
756             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
757                 goto retry;
758 done:
759         return mz;
760 }
761
762 static struct mem_cgroup_per_zone *
763 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
764 {
765         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
766
767         spin_lock_irq(&mctz->lock);
768         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
769         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
770         return mz;
771 }
772
773 /*
774  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
775  *
776  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
777  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
778  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
779  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
780  *
781  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
782  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
783  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
784  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
785  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
786  *
787  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
788  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
789  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
790  * implemented.
791  */
792 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
793                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
794 {
795         long val = 0;
796         int cpu;
797
798         get_online_cpus();
799         for_each_online_cpu(cpu)
800                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
801 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
802         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
803         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
804         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
805 #endif
806         put_online_cpus();
807         return val;
808 }
809
810 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
811                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
812 {
813         unsigned long val = 0;
814         int cpu;
815
816         get_online_cpus();
817         for_each_online_cpu(cpu)
818                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
819 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
820         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
821         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
822         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
823 #endif
824         put_online_cpus();
825         return val;
826 }
827
828 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
829                                          struct page *page,
830                                          int nr_pages)
831 {
832         /*
833          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
834          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
835          */
836         if (PageAnon(page))
837                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
838                                 nr_pages);
839         else
840                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
841                                 nr_pages);
842
843         if (PageTransHuge(page))
844                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
845                                 nr_pages);
846
847         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
848         if (nr_pages > 0)
849                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
850         else {
851                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
852                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
853         }
854
855         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
856 }
857
858 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
859 {
860         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
861
862         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
863         return mz->lru_size[lru];
864 }
865
866 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
867                                                   int nid,
868                                                   unsigned int lru_mask)
869 {
870         unsigned long nr = 0;
871         int zid;
872
873         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
874
875         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
876                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
877                 enum lru_list lru;
878
879                 for_each_lru(lru) {
880                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
881                                 continue;
882                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
883                         nr += mz->lru_size[lru];
884                 }
885         }
886         return nr;
887 }
888
889 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
890                         unsigned int lru_mask)
891 {
892         unsigned long nr = 0;
893         int nid;
894
895         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
896                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
897         return nr;
898 }
899
900 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
901                                        enum mem_cgroup_events_target target)
902 {
903         unsigned long val, next;
904
905         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
906         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
907         /* from time_after() in jiffies.h */
908         if ((long)next - (long)val < 0) {
909                 switch (target) {
910                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
911                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
912                         break;
913                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
914                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
915                         break;
916                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
917                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
918                         break;
919                 default:
920                         break;
921                 }
922                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
923                 return true;
924         }
925         return false;
926 }
927
928 /*
929  * Check events in order.
930  *
931  */
932 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
933 {
934         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
935         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
936                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
937                 bool do_softlimit;
938                 bool do_numainfo __maybe_unused;
939
940                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
941                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
942 #if MAX_NUMNODES > 1
943                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
944                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
945 #endif
946                 mem_cgroup_threshold(memcg);
947                 if (unlikely(do_softlimit))
948                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
949 #if MAX_NUMNODES > 1
950                 if (unlikely(do_numainfo))
951                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
952 #endif
953         }
954 }
955
956 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
957 {
958         /*
959          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
960          * if it races with swapoff, page migration, etc.
961          * So this can be called with p == NULL.
962          */
963         if (unlikely(!p))
964                 return NULL;
965
966         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
967 }
968
969 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
970 {
971         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
972
973         rcu_read_lock();
974         do {
975                 /*
976                  * Page cache insertions can happen withou an
977                  * actual mm context, e.g. during disk probing
978                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
979                  */
980                 if (unlikely(!mm))
981                         memcg = root_mem_cgroup;
982                 else {
983                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
984                         if (unlikely(!memcg))
985                                 memcg = root_mem_cgroup;
986                 }
987         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
988         rcu_read_unlock();
989         return memcg;
990 }
991
992 /**
993  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
994  * @root: hierarchy root
995  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
996  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
997  *
998  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
999  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1000  *
1001  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1002  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1003  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1004  *
1005  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1006  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1007  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1008  */
1009 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1010                                    struct mem_cgroup *prev,
1011                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1012 {
1013         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1014         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1015         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1016         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1017
1018         if (mem_cgroup_disabled())
1019                 return NULL;
1020
1021         if (!root)
1022                 root = root_mem_cgroup;
1023
1024         if (prev && !reclaim)
1025                 pos = prev;
1026
1027         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1028                 if (prev)
1029                         goto out;
1030                 return root;
1031         }
1032
1033         rcu_read_lock();
1034
1035         if (reclaim) {
1036                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1037
1038                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1039                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1040
1041                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1042                         goto out_unlock;
1043
1044                 do {
1045                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1046                         /*
1047                          * A racing update may change the position and
1048                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1049                          * or retry to see the updated position.
1050                          */
1051                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1052         }
1053
1054         if (pos)
1055                 css = &pos->css;
1056
1057         for (;;) {
1058                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1059                 if (!css) {
1060                         /*
1061                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1062                          * new one might jump in right at the end of
1063                          * the hierarchy - make sure they see at least
1064                          * one group and restart from the beginning.
1065                          */
1066                         if (!prev)
1067                                 continue;
1068                         break;
1069                 }
1070
1071                 /*
1072                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1073                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1074                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1075                  */
1076                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1077
1078                 if (css == &root->css)
1079                         break;
1080
1081                 if (css_tryget(css)) {
1082                         /*
1083                          * Make sure the memcg is initialized:
1084                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1085                          * initialization against setting the flag.
1086                          */
1087                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1088                                 break;
1089
1090                         css_put(css);
1091                 }
1092
1093                 memcg = NULL;
1094         }
1095
1096         if (reclaim) {
1097                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1098                         if (memcg)
1099                                 css_get(&memcg->css);
1100                         if (pos)
1101                                 css_put(&pos->css);
1102                 }
1103
1104                 /*
1105                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1106                  * above.
1107                  */
1108                 if (pos)
1109                         css_put(&pos->css);
1110
1111                 if (!memcg)
1112                         iter->generation++;
1113                 else if (!prev)
1114                         reclaim->generation = iter->generation;
1115         }
1116
1117 out_unlock:
1118         rcu_read_unlock();
1119 out:
1120         if (prev && prev != root)
1121                 css_put(&prev->css);
1122
1123         return memcg;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1128  * @root: hierarchy root
1129  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1130  */
1131 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1132                            struct mem_cgroup *prev)
1133 {
1134         if (!root)
1135                 root = root_mem_cgroup;
1136         if (prev && prev != root)
1137                 css_put(&prev->css);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1142  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1143  * be used for reference counting.
1144  */
1145 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1146         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1147              iter != NULL;                              \
1148              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1149
1150 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1151         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1152              iter != NULL;                              \
1153              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1154
1155 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1156 {
1157         struct mem_cgroup *memcg;
1158
1159         rcu_read_lock();
1160         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1161         if (unlikely(!memcg))
1162                 goto out;
1163
1164         switch (idx) {
1165         case PGFAULT:
1166                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1167                 break;
1168         case PGMAJFAULT:
1169                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1170                 break;
1171         default:
1172                 BUG();
1173         }
1174 out:
1175         rcu_read_unlock();
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1181  * @zone: zone of the wanted lruvec
1182  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1183  *
1184  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1185  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1186  * is disabled.
1187  */
1188 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1189                                       struct mem_cgroup *memcg)
1190 {
1191         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1192         struct lruvec *lruvec;
1193
1194         if (mem_cgroup_disabled()) {
1195                 lruvec = &zone->lruvec;
1196                 goto out;
1197         }
1198
1199         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1200         lruvec = &mz->lruvec;
1201 out:
1202         /*
1203          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1204          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1205          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1206          */
1207         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1208                 lruvec->zone = zone;
1209         return lruvec;
1210 }
1211
1212 /**
1213  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1214  * @page: the page
1215  * @zone: zone of the page
1216  *
1217  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1218  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1219  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1220  */
1221 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1222 {
1223         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1224         struct mem_cgroup *memcg;
1225         struct lruvec *lruvec;
1226
1227         if (mem_cgroup_disabled()) {
1228                 lruvec = &zone->lruvec;
1229                 goto out;
1230         }
1231
1232         memcg = page->mem_cgroup;
1233         /*
1234          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1235          * possibly migrated - before they are charged.
1236          */
1237         if (!memcg)
1238                 memcg = root_mem_cgroup;
1239
1240         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1241         lruvec = &mz->lruvec;
1242 out:
1243         /*
1244          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1245          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1246          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1247          */
1248         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1249                 lruvec->zone = zone;
1250         return lruvec;
1251 }
1252
1253 /**
1254  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1255  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1256  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1257  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1258  *
1259  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1260  * lru list.
1261  */
1262 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1263                                 int nr_pages)
1264 {
1265         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1266         unsigned long *lru_size;
1267
1268         if (mem_cgroup_disabled())
1269                 return;
1270
1271         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1272         lru_size = mz->lru_size + lru;
1273         *lru_size += nr_pages;
1274         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1275 }
1276
1277 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1278 {
1279         if (root == memcg)
1280                 return true;
1281         if (!root->use_hierarchy)
1282                 return false;
1283         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1284 }
1285
1286 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1287 {
1288         struct mem_cgroup *task_memcg;
1289         struct task_struct *p;
1290         bool ret;
1291
1292         p = find_lock_task_mm(task);
1293         if (p) {
1294                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1295                 task_unlock(p);
1296         } else {
1297                 /*
1298                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1299                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1300                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1301                  */
1302                 rcu_read_lock();
1303                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1304                 css_get(&task_memcg->css);
1305                 rcu_read_unlock();
1306         }
1307         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1308         css_put(&task_memcg->css);
1309         return ret;
1310 }
1311
1312 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1313 {
1314         unsigned long inactive_ratio;
1315         unsigned long inactive;
1316         unsigned long active;
1317         unsigned long gb;
1318
1319         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1320         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1321
1322         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1323         if (gb)
1324                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1325         else
1326                 inactive_ratio = 1;
1327
1328         return inactive * inactive_ratio < active;
1329 }
1330
1331 bool mem_cgroup_lruvec_online(struct lruvec *lruvec)
1332 {
1333         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1334         struct mem_cgroup *memcg;
1335
1336         if (mem_cgroup_disabled())
1337                 return true;
1338
1339         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1340         memcg = mz->memcg;
1341
1342         return !!(memcg->css.flags & CSS_ONLINE);
1343 }
1344
1345 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1346         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1347
1348 /**
1349  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1350  * @memcg: the memory cgroup
1351  *
1352  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1353  * pages.
1354  */
1355 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         unsigned long margin = 0;
1358         unsigned long count;
1359         unsigned long limit;
1360
1361         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1362         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1363         if (count < limit)
1364                 margin = limit - count;
1365
1366         if (do_swap_account) {
1367                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1368                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1369                 if (count <= limit)
1370                         margin = min(margin, limit - count);
1371         }
1372
1373         return margin;
1374 }
1375
1376 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1377 {
1378         /* root ? */
1379         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1380                 return vm_swappiness;
1381
1382         return memcg->swappiness;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1387  *
1388  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1389  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1390  * caused by "move".
1391  */
1392 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1393 {
1394         struct mem_cgroup *from;
1395         struct mem_cgroup *to;
1396         bool ret = false;
1397         /*
1398          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1399          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1400          */
1401         spin_lock(&mc.lock);
1402         from = mc.from;
1403         to = mc.to;
1404         if (!from)
1405                 goto unlock;
1406
1407         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1408                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1409 unlock:
1410         spin_unlock(&mc.lock);
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1415 {
1416         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1417                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1418                         DEFINE_WAIT(wait);
1419                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1420                         /* moving charge context might have finished. */
1421                         if (mc.moving_task)
1422                                 schedule();
1423                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1424                         return true;
1425                 }
1426         }
1427         return false;
1428 }
1429
1430 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1431 /**
1432  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1433  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1434  * @p: Task that is going to be killed
1435  *
1436  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1437  * enabled
1438  */
1439 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1440 {
1441         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1442         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1443         struct mem_cgroup *iter;
1444         unsigned int i;
1445
1446         mutex_lock(&oom_info_lock);
1447         rcu_read_lock();
1448
1449         if (p) {
1450                 pr_info("Task in ");
1451                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1452                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1453         } else {
1454                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1455         }
1456
1457         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1458         pr_cont("\n");
1459
1460         rcu_read_unlock();
1461
1462         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1463                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1464                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1465         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1466                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1467                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1468         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1469                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1470                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1471
1472         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1473                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1474                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1475                 pr_cont(":");
1476
1477                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1478                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1479                                 continue;
1480                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1481                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1482                 }
1483
1484                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1485                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1486                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1487
1488                 pr_cont("\n");
1489         }
1490         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1495  * 1(self count) if no children.
1496  */
1497 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         int num = 0;
1500         struct mem_cgroup *iter;
1501
1502         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1503                 num++;
1504         return num;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1509  */
1510 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         unsigned long limit;
1513
1514         limit = memcg->memory.limit;
1515         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1516                 unsigned long memsw_limit;
1517
1518                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1519                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1520         }
1521         return limit;
1522 }
1523
1524 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1525                                      int order)
1526 {
1527         struct mem_cgroup *iter;
1528         unsigned long chosen_points = 0;
1529         unsigned long totalpages;
1530         unsigned int points = 0;
1531         struct task_struct *chosen = NULL;
1532
1533         /*
1534          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1535          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1536          * quickly exit and free its memory.
1537          */
1538         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1539                 mark_tsk_oom_victim(current);
1540                 return;
1541         }
1542
1543         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL, memcg);
1544         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1545         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1546                 struct css_task_iter it;
1547                 struct task_struct *task;
1548
1549                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1550                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1551                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1552                                                         false)) {
1553                         case OOM_SCAN_SELECT:
1554                                 if (chosen)
1555                                         put_task_struct(chosen);
1556                                 chosen = task;
1557                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1558                                 get_task_struct(chosen);
1559                                 /* fall through */
1560                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1561                                 continue;
1562                         case OOM_SCAN_ABORT:
1563                                 css_task_iter_end(&it);
1564                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1565                                 if (chosen)
1566                                         put_task_struct(chosen);
1567                                 return;
1568                         case OOM_SCAN_OK:
1569                                 break;
1570                         };
1571                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1572                         if (!points || points < chosen_points)
1573                                 continue;
1574                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1575                         if (points == chosen_points &&
1576                             thread_group_leader(chosen))
1577                                 continue;
1578
1579                         if (chosen)
1580                                 put_task_struct(chosen);
1581                         chosen = task;
1582                         chosen_points = points;
1583                         get_task_struct(chosen);
1584                 }
1585                 css_task_iter_end(&it);
1586         }
1587
1588         if (!chosen)
1589                 return;
1590         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1591         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1592                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1593 }
1594
1595 #if MAX_NUMNODES > 1
1596
1597 /**
1598  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1599  * @memcg: the target memcg
1600  * @nid: the node ID to be checked.
1601  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1602  *
1603  * This function returns whether the specified memcg contains any
1604  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1605  * pages in the node.
1606  */
1607 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1608                 int nid, bool noswap)
1609 {
1610         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1611                 return true;
1612         if (noswap || !total_swap_pages)
1613                 return false;
1614         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1615                 return true;
1616         return false;
1617
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1622  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1623  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1624  *
1625  */
1626 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1627 {
1628         int nid;
1629         /*
1630          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1631          * pagein/pageout changes since the last update.
1632          */
1633         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1634                 return;
1635         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1636                 return;
1637
1638         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1639         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1640
1641         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1642
1643                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1644                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1645         }
1646
1647         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1648         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1653  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1654  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1655  *
1656  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1657  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1658  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1659  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1660  *
1661  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1662  */
1663 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1664 {
1665         int node;
1666
1667         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1668         node = memcg->last_scanned_node;
1669
1670         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1671         if (node == MAX_NUMNODES)
1672                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1673         /*
1674          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1675          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1676          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1677          * we use curret node.
1678          */
1679         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1680                 node = numa_node_id();
1681
1682         memcg->last_scanned_node = node;
1683         return node;
1684 }
1685 #else
1686 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         return 0;
1689 }
1690 #endif
1691
1692 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1693                                    struct zone *zone,
1694                                    gfp_t gfp_mask,
1695                                    unsigned long *total_scanned)
1696 {
1697         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1698         int total = 0;
1699         int loop = 0;
1700         unsigned long excess;
1701         unsigned long nr_scanned;
1702         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1703                 .zone = zone,
1704                 .priority = 0,
1705         };
1706
1707         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1708
1709         while (1) {
1710                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1711                 if (!victim) {
1712                         loop++;
1713                         if (loop >= 2) {
1714                                 /*
1715                                  * If we have not been able to reclaim
1716                                  * anything, it might because there are
1717                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1718                                  */
1719                                 if (!total)
1720                                         break;
1721                                 /*
1722                                  * We want to do more targeted reclaim.
1723                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1724                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1725                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1726                                  */
1727                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1728                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1729                                         break;
1730                         }
1731                         continue;
1732                 }
1733                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1734                                                      zone, &nr_scanned);
1735                 *total_scanned += nr_scanned;
1736                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1737                         break;
1738         }
1739         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1740         return total;
1741 }
1742
1743 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1744 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1745         .name = "memcg_oom_lock",
1746 };
1747 #endif
1748
1749 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1750
1751 /*
1752  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1753  * If someone is running, return false.
1754  */
1755 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1756 {
1757         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1758
1759         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1760
1761         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1762                 if (iter->oom_lock) {
1763                         /*
1764                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1765                          * so we cannot give a lock.
1766                          */
1767                         failed = iter;
1768                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1769                         break;
1770                 } else
1771                         iter->oom_lock = true;
1772         }
1773
1774         if (failed) {
1775                 /*
1776                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1777                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1778                  */
1779                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1780                         if (iter == failed) {
1781                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1782                                 break;
1783                         }
1784                         iter->oom_lock = false;
1785                 }
1786         } else
1787                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1788
1789         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1790
1791         return !failed;
1792 }
1793
1794 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1795 {
1796         struct mem_cgroup *iter;
1797
1798         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1799         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1800         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1801                 iter->oom_lock = false;
1802         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1803 }
1804
1805 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1806 {
1807         struct mem_cgroup *iter;
1808
1809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1810                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1811 }
1812
1813 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1814 {
1815         struct mem_cgroup *iter;
1816
1817         /*
1818          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1819          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1820          * atomic_add_unless() here.
1821          */
1822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1823                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1824 }
1825
1826 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1827
1828 struct oom_wait_info {
1829         struct mem_cgroup *memcg;
1830         wait_queue_t    wait;
1831 };
1832
1833 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1834         unsigned mode, int sync, void *arg)
1835 {
1836         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1837         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1838         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1839
1840         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1841         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1842
1843         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1844             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1845                 return 0;
1846         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1847 }
1848
1849 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1850 {
1851         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1852         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1853         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1854 }
1855
1856 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1857 {
1858         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1859                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1860 }
1861
1862 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1863 {
1864         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1865                 return;
1866         /*
1867          * We are in the middle of the charge context here, so we
1868          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1869          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1870          *
1871          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1872          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1873          * invocation might not even be necessary.
1874          *
1875          * That's why we don't do anything here except remember the
1876          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1877          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1878          * and when we know whether the fault was overall successful.
1879          */
1880         css_get(&memcg->css);
1881         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1882         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1883         current->memcg_oom.order = order;
1884 }
1885
1886 /**
1887  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1888  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1889  *
1890  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1891  * handler was enabled.
1892  *
1893  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1894  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1895  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1896  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1897  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1898  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1899  *
1900  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1901  * completed, %false otherwise.
1902  */
1903 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1904 {
1905         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1906         struct oom_wait_info owait;
1907         bool locked;
1908
1909         /* OOM is global, do not handle */
1910         if (!memcg)
1911                 return false;
1912
1913         if (!handle || oom_killer_disabled)
1914                 goto cleanup;
1915
1916         owait.memcg = memcg;
1917         owait.wait.flags = 0;
1918         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1919         owait.wait.private = current;
1920         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1921
1922         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1923         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1924
1925         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1926
1927         if (locked)
1928                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1929
1930         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1931                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1932                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1933                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1934                                          current->memcg_oom.order);
1935         } else {
1936                 schedule();
1937                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1938                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1939         }
1940
1941         if (locked) {
1942                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1943                 /*
1944                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1945                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1946                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1947                  */
1948                 memcg_oom_recover(memcg);
1949         }
1950 cleanup:
1951         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1952         css_put(&memcg->css);
1953         return true;
1954 }
1955
1956 /**
1957  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1958  * @page: page that is going to change accounted state
1959  *
1960  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1961  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1962  * being moved to another memcg:
1963  *
1964  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1965  *   if (TestClearPageState(page))
1966  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1967  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1968  */
1969 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1970 {
1971         struct mem_cgroup *memcg;
1972         unsigned long flags;
1973
1974         /*
1975          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1976          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1977          * because page moving starts with an RCU grace period.
1978          *
1979          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1980          * the page state that is going to change is the only thing
1981          * preventing the page from being uncharged.
1982          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1983          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1984          * account transaction might be complete.
1985          */
1986         rcu_read_lock();
1987
1988         if (mem_cgroup_disabled())
1989                 return NULL;
1990 again:
1991         memcg = page->mem_cgroup;
1992         if (unlikely(!memcg))
1993                 return NULL;
1994
1995         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1996                 return memcg;
1997
1998         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1999         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2000                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2001                 goto again;
2002         }
2003
2004         /*
2005          * When charge migration first begins, we can have locked and
2006          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2007          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
2008          */
2009         memcg->move_lock_task = current;
2010         memcg->move_lock_flags = flags;
2011
2012         return memcg;
2013 }
2014
2015 /**
2016  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2017  * @memcg: the memcg that was accounted against
2018  */
2019 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
2020 {
2021         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2022                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2023
2024                 memcg->move_lock_task = NULL;
2025                 memcg->move_lock_flags = 0;
2026
2027                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2028         }
2029
2030         rcu_read_unlock();
2031 }
2032
2033 /**
2034  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2035  * @memcg: memcg to account against
2036  * @idx: page state item to account
2037  * @val: number of pages (positive or negative)
2038  *
2039  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2040  */
2041 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2042                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2043 {
2044         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2045
2046         if (memcg)
2047                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2052  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2053  */
2054 #define CHARGE_BATCH    32U
2055 struct memcg_stock_pcp {
2056         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2057         unsigned int nr_pages;
2058         struct work_struct work;
2059         unsigned long flags;
2060 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2061 };
2062 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2063 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2064
2065 /**
2066  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2067  * @memcg: memcg to consume from.
2068  * @nr_pages: how many pages to charge.
2069  *
2070  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2071  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2072  * service an allocation will refill the stock.
2073  *
2074  * returns true if successful, false otherwise.
2075  */
2076 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2077 {
2078         struct memcg_stock_pcp *stock;
2079         bool ret = false;
2080
2081         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2082                 return ret;
2083
2084         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2085         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2086                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2087                 ret = true;
2088         }
2089         put_cpu_var(memcg_stock);
2090         return ret;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2095  */
2096 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2097 {
2098         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2099
2100         if (stock->nr_pages) {
2101                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2102                 if (do_swap_account)
2103                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2104                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2105                 stock->nr_pages = 0;
2106         }
2107         stock->cached = NULL;
2108 }
2109
2110 /*
2111  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2112  * a thread which is pinned to local cpu.
2113  */
2114 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2115 {
2116         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2117         drain_stock(stock);
2118         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2123  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2124  */
2125 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2126 {
2127         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2128
2129         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2130                 drain_stock(stock);
2131                 stock->cached = memcg;
2132         }
2133         stock->nr_pages += nr_pages;
2134         put_cpu_var(memcg_stock);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2139  * of the hierarchy under it.
2140  */
2141 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2142 {
2143         int cpu, curcpu;
2144
2145         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2146         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2147                 return;
2148         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2149         get_online_cpus();
2150         curcpu = get_cpu();
2151         for_each_online_cpu(cpu) {
2152                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2153                 struct mem_cgroup *memcg;
2154
2155                 memcg = stock->cached;
2156                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2157                         continue;
2158                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2159                         continue;
2160                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2161                         if (cpu == curcpu)
2162                                 drain_local_stock(&stock->work);
2163                         else
2164                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2165                 }
2166         }
2167         put_cpu();
2168         put_online_cpus();
2169         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2174  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2175  */
2176 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2177 {
2178         int i;
2179
2180         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2181         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2182                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2183
2184                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2185                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2186         }
2187         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2188                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2189
2190                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2191                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2192         }
2193         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2194 }
2195
2196 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2197                                         unsigned long action,
2198                                         void *hcpu)
2199 {
2200         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2201         struct memcg_stock_pcp *stock;
2202         struct mem_cgroup *iter;
2203
2204         if (action == CPU_ONLINE)
2205                 return NOTIFY_OK;
2206
2207         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2208                 return NOTIFY_OK;
2209
2210         for_each_mem_cgroup(iter)
2211                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2212
2213         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2214         drain_stock(stock);
2215         return NOTIFY_OK;
2216 }
2217
2218 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2219                       unsigned int nr_pages)
2220 {
2221         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2222         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2223         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2224         struct page_counter *counter;
2225         unsigned long nr_reclaimed;
2226         bool may_swap = true;
2227         bool drained = false;
2228         int ret = 0;
2229
2230         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2231                 goto done;
2232 retry:
2233         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2234                 goto done;
2235
2236         if (!do_swap_account ||
2237             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2238                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2239                         goto done_restock;
2240                 if (do_swap_account)
2241                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2242                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2243         } else {
2244                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2245                 may_swap = false;
2246         }
2247
2248         if (batch > nr_pages) {
2249                 batch = nr_pages;
2250                 goto retry;
2251         }
2252
2253         /*
2254          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2255          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2256          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2257          * free their memory.
2258          */
2259         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2260                      fatal_signal_pending(current) ||
2261                      current->flags & PF_EXITING))
2262                 goto bypass;
2263
2264         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2265                 goto nomem;
2266
2267         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2268                 goto nomem;
2269
2270         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2271
2272         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2273                                                     gfp_mask, may_swap);
2274
2275         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2276                 goto retry;
2277
2278         if (!drained) {
2279                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2280                 drained = true;
2281                 goto retry;
2282         }
2283
2284         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2285                 goto nomem;
2286         /*
2287          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2288          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2289          * before killing the task.
2290          *
2291          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2292          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2293          * to regular pages anyway in case of failure.
2294          */
2295         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2296                 goto retry;
2297         /*
2298          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2299          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2300          */
2301         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2302                 goto retry;
2303
2304         if (nr_retries--)
2305                 goto retry;
2306
2307         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2308                 goto bypass;
2309
2310         if (fatal_signal_pending(current))
2311                 goto bypass;
2312
2313         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2314
2315         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2316 nomem:
2317         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2318                 return -ENOMEM;
2319 bypass:
2320         return -EINTR;
2321
2322 done_restock:
2323         css_get_many(&memcg->css, batch);
2324         if (batch > nr_pages)
2325                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2326         /*
2327          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2328          * make the charging task trim their excess contribution.
2329          */
2330         do {
2331                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2332                         continue;
2333                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2334                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2335         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2336 done:
2337         return ret;
2338 }
2339
2340 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2341 {
2342         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2343                 return;
2344
2345         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2346         if (do_swap_account)
2347                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2348
2349         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2354  * @page: the page
2355  *
2356  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2357  *
2358  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2359  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2360  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2361  */
2362 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2363 {
2364         struct mem_cgroup *memcg;
2365         unsigned short id;
2366         swp_entry_t ent;
2367
2368         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2369
2370         memcg = page->mem_cgroup;
2371         if (memcg) {
2372                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2373                         memcg = NULL;
2374         } else if (PageSwapCache(page)) {
2375                 ent.val = page_private(page);
2376                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2377                 rcu_read_lock();
2378                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
2379                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2380                         memcg = NULL;
2381                 rcu_read_unlock();
2382         }
2383         return memcg;
2384 }
2385
2386 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2387 {
2388         struct zone *zone = page_zone(page);
2389
2390         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2391         if (PageLRU(page)) {
2392                 struct lruvec *lruvec;
2393
2394                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2395                 ClearPageLRU(page);
2396                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2397                 *isolated = 1;
2398         } else
2399                 *isolated = 0;
2400 }
2401
2402 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2403 {
2404         struct zone *zone = page_zone(page);
2405
2406         if (isolated) {
2407                 struct lruvec *lruvec;
2408
2409                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2410                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2411                 SetPageLRU(page);
2412                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2413         }
2414         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2415 }
2416
2417 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2418                           bool lrucare)
2419 {
2420         int isolated;
2421
2422         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2423
2424         /*
2425          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2426          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2427          */
2428         if (lrucare)
2429                 lock_page_lru(page, &isolated);
2430
2431         /*
2432          * Nobody should be changing or seriously looking at
2433          * page->mem_cgroup at this point:
2434          *
2435          * - the page is uncharged
2436          *
2437          * - the page is off-LRU
2438          *
2439          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2440          *   a locked page table
2441          *
2442          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2443          *   have the page locked
2444          */
2445         page->mem_cgroup = memcg;
2446
2447         if (lrucare)
2448                 unlock_page_lru(page, isolated);
2449 }
2450
2451 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2452 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2453                       unsigned long nr_pages)
2454 {
2455         struct page_counter *counter;
2456         int ret = 0;
2457
2458         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2459         if (ret < 0)
2460                 return ret;
2461
2462         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2463         if (ret == -EINTR)  {
2464                 /*
2465                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2466                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2467                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2468                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2469                  * perspective, the cache has already been selected, by
2470                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2471                  * our minds.
2472                  *
2473                  * This condition will only trigger if the task entered
2474                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2475                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2476                  * when the allocation triggers should have been already
2477                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2478                  */
2479                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2480                 if (do_swap_account)
2481                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2482                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2483                 ret = 0;
2484         } else if (ret)
2485                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2486
2487         return ret;
2488 }
2489
2490 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2491 {
2492         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2493         if (do_swap_account)
2494                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2495
2496         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2497
2498         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2503  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2504  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2505  */
2506 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2507 {
2508         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2509 }
2510
2511 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2512 {
2513         int id, size;
2514         int err;
2515
2516         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2517                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2518         if (id < 0)
2519                 return id;
2520
2521         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2522                 return id;
2523
2524         /*
2525          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2526          * so we have to grow them.
2527          */
2528         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2529
2530         size = 2 * (id + 1);
2531         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2532                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2533         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2534                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2535
2536         err = memcg_update_all_caches(size);
2537         if (!err)
2538                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2539         if (!err)
2540                 memcg_nr_cache_ids = size;
2541
2542         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2543
2544         if (err) {
2545                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2546                 return err;
2547         }
2548         return id;
2549 }
2550
2551 static void memcg_free_cache_id(int id)
2552 {
2553         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2554 }
2555
2556 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2557         struct mem_cgroup *memcg;
2558         struct kmem_cache *cachep;
2559         struct work_struct work;
2560 };
2561
2562 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2563 {
2564         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2565                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2566         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2567         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2568
2569         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2570
2571         css_put(&memcg->css);
2572         kfree(cw);
2573 }
2574
2575 /*
2576  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2577  */
2578 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2579                                                struct kmem_cache *cachep)
2580 {
2581         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2582
2583         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2584         if (!cw)
2585                 return;
2586
2587         css_get(&memcg->css);
2588
2589         cw->memcg = memcg;
2590         cw->cachep = cachep;
2591         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2592
2593         schedule_work(&cw->work);
2594 }
2595
2596 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2597                                              struct kmem_cache *cachep)
2598 {
2599         /*
2600          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2601          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2602          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2603          *
2604          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2605          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2606          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2607          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2608          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2609          */
2610         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2611         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2612         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2617  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2618  *
2619  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2620  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2621  * in a workqueue.
2622  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2623  * the original cache.
2624  *
2625  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2626  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2627  */
2628 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2629 {
2630         struct mem_cgroup *memcg;
2631         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2632         int kmemcg_id;
2633
2634         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2635
2636         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2637                 return cachep;
2638
2639         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2640         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2641         if (kmemcg_id < 0)
2642                 goto out;
2643
2644         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2645         if (likely(memcg_cachep))
2646                 return memcg_cachep;
2647
2648         /*
2649          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2650          * context), we could be be predictable and return right away.
2651          * This would guarantee that the allocation being performed
2652          * already belongs in the new cache.
2653          *
2654          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2655          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2656          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2657          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2658          * defer everything.
2659          */
2660         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2661 out:
2662         css_put(&memcg->css);
2663         return cachep;
2664 }
2665
2666 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2667 {
2668         if (!is_root_cache(cachep))
2669                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2670 }
2671
2672 /*
2673  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2674  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2675  * need a further commit step to do the final arrangements.
2676  *
2677  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2678  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2679  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2680  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2681  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2682  * the compiled-out case as well.
2683  *
2684  * Returning true means the allocation is possible.
2685  */
2686 bool
2687 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2688 {
2689         struct mem_cgroup *memcg;
2690         int ret;
2691
2692         *_memcg = NULL;
2693
2694         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2695
2696         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2697                 css_put(&memcg->css);
2698                 return true;
2699         }
2700
2701         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2702         if (!ret)
2703                 *_memcg = memcg;
2704
2705         css_put(&memcg->css);
2706         return (ret == 0);
2707 }
2708
2709 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2710                               int order)
2711 {
2712         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2713
2714         /* The page allocation failed. Revert */
2715         if (!page) {
2716                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2717                 return;
2718         }
2719         page->mem_cgroup = memcg;
2720 }
2721
2722 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2723 {
2724         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2725
2726         if (!memcg)
2727                 return;
2728
2729         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2730
2731         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2732         page->mem_cgroup = NULL;
2733 }
2734
2735 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2736 {
2737         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2738         struct kmem_cache *cachep;
2739         struct page *page;
2740
2741         page = virt_to_head_page(ptr);
2742         if (PageSlab(page)) {
2743                 cachep = page->slab_cache;
2744                 if (!is_root_cache(cachep))
2745                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2746         } else
2747                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2748                 memcg = page->mem_cgroup;
2749
2750         return memcg;
2751 }
2752 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2753
2754 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2755
2756 /*
2757  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2758  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2759  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2760  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2761  */
2762 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2763 {
2764         int i;
2765
2766         if (mem_cgroup_disabled())
2767                 return;
2768
2769         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2770                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2771
2772         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2773                        HPAGE_PMD_NR);
2774 }
2775 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2776
2777 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2778 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2779                                          bool charge)
2780 {
2781         int val = (charge) ? 1 : -1;
2782         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2783 }
2784
2785 /**
2786  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2787  * @entry: swap entry to be moved
2788  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2789  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2790  *
2791  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2792  * as the mem_cgroup's id of @from.
2793  *
2794  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2795  *
2796  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2797  * both res and memsw, and called css_get().
2798  */
2799 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2800                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2801 {
2802         unsigned short old_id, new_id;
2803
2804         old_id = mem_cgroup_id(from);
2805         new_id = mem_cgroup_id(to);
2806
2807         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2808                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2809                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2810                 return 0;
2811         }
2812         return -EINVAL;
2813 }
2814 #else
2815 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2816                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2817 {
2818         return -EINVAL;
2819 }
2820 #endif
2821
2822 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2823
2824 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2825                                    unsigned long limit)
2826 {
2827         unsigned long curusage;
2828         unsigned long oldusage;
2829         bool enlarge = false;
2830         int retry_count;
2831         int ret;
2832
2833         /*
2834          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2835          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2836          * of # of children which we should visit in this loop.
2837          */
2838         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2839                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2840
2841         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2842
2843         do {
2844                 if (signal_pending(current)) {
2845                         ret = -EINTR;
2846                         break;
2847                 }
2848
2849                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2850                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2851                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2852                         ret = -EINVAL;
2853                         break;
2854                 }
2855                 if (limit > memcg->memory.limit)
2856                         enlarge = true;
2857                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2858                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2859
2860                 if (!ret)
2861                         break;
2862
2863                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2864
2865                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2866                 /* Usage is reduced ? */
2867                 if (curusage >= oldusage)
2868                         retry_count--;
2869                 else
2870                         oldusage = curusage;
2871         } while (retry_count);
2872
2873         if (!ret && enlarge)
2874                 memcg_oom_recover(memcg);
2875
2876         return ret;
2877 }
2878
2879 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2880                                          unsigned long limit)
2881 {
2882         unsigned long curusage;
2883         unsigned long oldusage;
2884         bool enlarge = false;
2885         int retry_count;
2886         int ret;
2887
2888         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2889         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2890                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2891
2892         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2893
2894         do {
2895                 if (signal_pending(current)) {
2896                         ret = -EINTR;
2897                         break;
2898                 }
2899
2900                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2901                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2902                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2903                         ret = -EINVAL;
2904                         break;
2905                 }
2906                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2907                         enlarge = true;
2908                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2909                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2910
2911                 if (!ret)
2912                         break;
2913
2914                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2915
2916                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2917                 /* Usage is reduced ? */
2918                 if (curusage >= oldusage)
2919                         retry_count--;
2920                 else
2921                         oldusage = curusage;
2922         } while (retry_count);
2923
2924         if (!ret && enlarge)
2925                 memcg_oom_recover(memcg);
2926
2927         return ret;
2928 }
2929
2930 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2931                                             gfp_t gfp_mask,
2932                                             unsigned long *total_scanned)
2933 {
2934         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2935         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2936         unsigned long reclaimed;
2937         int loop = 0;
2938         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2939         unsigned long excess;
2940         unsigned long nr_scanned;
2941
2942         if (order > 0)
2943                 return 0;
2944
2945         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2946         /*
2947          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2948          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2949          * pressure
2950          */
2951         do {
2952                 if (next_mz)
2953                         mz = next_mz;
2954                 else
2955                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2956                 if (!mz)
2957                         break;
2958
2959                 nr_scanned = 0;
2960                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2961                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2962                 nr_reclaimed += reclaimed;
2963                 *total_scanned += nr_scanned;
2964                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2965                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2966
2967                 /*
2968                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2969                  * it is time to move on to the next cgroup
2970                  */
2971                 next_mz = NULL;
2972                 if (!reclaimed)
2973                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2974
2975                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2976                 /*
2977                  * One school of thought says that we should not add
2978                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2979                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2980                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2981                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2982                  * term TODO.
2983                  */
2984                 /* If excess == 0, no tree ops */
2985                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2986                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2987                 css_put(&mz->memcg->css);
2988                 loop++;
2989                 /*
2990                  * Could not reclaim anything and there are no more
2991                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2992                  * reclaiming anything.
2993                  */
2994                 if (!nr_reclaimed &&
2995                         (next_mz == NULL ||
2996                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2997                         break;
2998         } while (!nr_reclaimed);
2999         if (next_mz)
3000                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3001         return nr_reclaimed;
3002 }
3003
3004 /*
3005  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3006  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3007  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3008  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3009  */
3010 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3011 {
3012         bool ret;
3013
3014         /*
3015          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3016          * it prevents a new child from being initialized based on this
3017          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3018          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3019          */
3020         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3021
3022         rcu_read_lock();
3023         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3024         rcu_read_unlock();
3025         return ret;
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3030  * the rest to the parent.
3031  *
3032  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3033  */
3034 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3035 {
3036         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3037
3038         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3039         lru_add_drain_all();
3040         /* try to free all pages in this cgroup */
3041         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3042                 int progress;
3043
3044                 if (signal_pending(current))
3045                         return -EINTR;
3046
3047                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3048                                                         GFP_KERNEL, true);
3049                 if (!progress) {
3050                         nr_retries--;
3051                         /* maybe some writeback is necessary */
3052                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3053                 }
3054
3055         }
3056
3057         return 0;
3058 }
3059
3060 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3061                                             char *buf, size_t nbytes,
3062                                             loff_t off)
3063 {
3064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3065
3066         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3067                 return -EINVAL;
3068         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3069 }
3070
3071 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3072                                      struct cftype *cft)
3073 {
3074         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3075 }
3076
3077 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3078                                       struct cftype *cft, u64 val)
3079 {
3080         int retval = 0;
3081         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3082         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3083
3084         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3085
3086         if (memcg->use_hierarchy == val)
3087                 goto out;
3088
3089         /*
3090          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3091          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3092          * occur, provided the current cgroup has no children.
3093          *
3094          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3095          * set if there are no children.
3096          */
3097         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3098                                 (val == 1 || val == 0)) {
3099                 if (!memcg_has_children(memcg))
3100                         memcg->use_hierarchy = val;
3101                 else
3102                         retval = -EBUSY;
3103         } else
3104                 retval = -EINVAL;
3105
3106 out:
3107         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3108
3109         return retval;
3110 }
3111
3112 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3113                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3114 {
3115         struct mem_cgroup *iter;
3116         long val = 0;
3117
3118         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3119         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3120                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3121
3122         if (val < 0) /* race ? */
3123                 val = 0;
3124         return val;
3125 }
3126
3127 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3128 {
3129         u64 val;
3130
3131         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3132                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3133                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3134                 if (swap)
3135                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3136         } else {
3137                 if (!swap)
3138                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3139                 else
3140                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3141         }
3142         return val << PAGE_SHIFT;
3143 }
3144
3145 enum {
3146         RES_USAGE,
3147         RES_LIMIT,
3148         RES_MAX_USAGE,
3149         RES_FAILCNT,
3150         RES_SOFT_LIMIT,
3151 };
3152
3153 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3154                                struct cftype *cft)
3155 {
3156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3157         struct page_counter *counter;
3158
3159         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3160         case _MEM:
3161                 counter = &memcg->memory;
3162                 break;
3163         case _MEMSWAP:
3164                 counter = &memcg->memsw;
3165                 break;
3166         case _KMEM:
3167                 counter = &memcg->kmem;
3168                 break;
3169         default:
3170                 BUG();
3171         }
3172
3173         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3174         case RES_USAGE:
3175                 if (counter == &memcg->memory)
3176                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3177                 if (counter == &memcg->memsw)
3178                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3179                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3180         case RES_LIMIT:
3181                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3182         case RES_MAX_USAGE:
3183                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3184         case RES_FAILCNT:
3185                 return counter->failcnt;
3186         case RES_SOFT_LIMIT:
3187                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3188         default:
3189                 BUG();
3190         }
3191 }
3192
3193 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3194 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3195                                unsigned long nr_pages)
3196 {
3197         int err = 0;
3198         int memcg_id;
3199
3200         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3201         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
3202         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
3203
3204         /*
3205          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3206          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3207          * already joined.
3208          *
3209          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3210          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3211          * place, which makes the value quite meaningless.
3212          *
3213          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3214          * of course permitted.
3215          */
3216         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3217         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3218             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3219                 err = -EBUSY;
3220         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3221         if (err)
3222                 goto out;
3223
3224         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3225         if (memcg_id < 0) {
3226                 err = memcg_id;
3227                 goto out;
3228         }
3229
3230         /*
3231          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
3232          * activated yet, so this should succeed.
3233          */
3234         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3235         VM_BUG_ON(err);
3236
3237         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3238         /*
3239          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
3240          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3241          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3242          * patched.
3243          */
3244         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3245         memcg->kmem_acct_activated = true;
3246         memcg->kmem_acct_active = true;
3247 out:
3248         return err;
3249 }
3250
3251 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3252                                    unsigned long limit)
3253 {
3254         int ret;
3255
3256         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3257         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3258                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3259         else
3260                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3261         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3262         return ret;
3263 }
3264
3265 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3266 {
3267         int ret = 0;
3268         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3269
3270         if (!parent)
3271                 return 0;
3272
3273         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3274         /*
3275          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3276          * after this point, because it has at least one child already.
3277          */
3278         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3279                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3280         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3281         return ret;
3282 }
3283 #else
3284 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3285                                    unsigned long limit)
3286 {
3287         return -EINVAL;
3288 }
3289 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3290
3291 /*
3292  * The user of this function is...
3293  * RES_LIMIT.
3294  */
3295 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3296                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3297 {
3298         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3299         unsigned long nr_pages;
3300         int ret;
3301
3302         buf = strstrip(buf);
3303         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3304         if (ret)
3305                 return ret;
3306
3307         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3308         case RES_LIMIT:
3309                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3310                         ret = -EINVAL;
3311                         break;
3312                 }
3313                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3314                 case _MEM:
3315                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3316                         break;
3317                 case _MEMSWAP:
3318                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3319                         break;
3320                 case _KMEM:
3321                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3322                         break;
3323                 }
3324                 break;
3325         case RES_SOFT_LIMIT:
3326                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3327                 ret = 0;
3328                 break;
3329         }
3330         return ret ?: nbytes;
3331 }
3332
3333 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3334                                 size_t nbytes, loff_t off)
3335 {
3336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3337         struct page_counter *counter;
3338
3339         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3340         case _MEM:
3341                 counter = &memcg->memory;
3342                 break;
3343         case _MEMSWAP:
3344                 counter = &memcg->memsw;
3345                 break;
3346         case _KMEM:
3347                 counter = &memcg->kmem;
3348                 break;
3349         default:
3350                 BUG();
3351         }
3352
3353         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3354         case RES_MAX_USAGE:
3355                 page_counter_reset_watermark(counter);
3356                 break;
3357         case RES_FAILCNT:
3358                 counter->failcnt = 0;
3359                 break;
3360         default:
3361                 BUG();
3362         }
3363
3364         return nbytes;
3365 }
3366
3367 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3368                                         struct cftype *cft)
3369 {
3370         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3371 }
3372
3373 #ifdef CONFIG_MMU
3374 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3375                                         struct cftype *cft, u64 val)
3376 {
3377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3378
3379         if (val & ~MOVE_MASK)
3380                 return -EINVAL;
3381
3382         /*
3383          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3384          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3385          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3386          * affect task migrations starting after the change.
3387          */
3388         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3389         return 0;
3390 }
3391 #else
3392 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3393                                         struct cftype *cft, u64 val)
3394 {
3395         return -ENOSYS;
3396 }
3397 #endif
3398
3399 #ifdef CONFIG_NUMA
3400 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3401 {
3402         struct numa_stat {
3403                 const char *name;
3404                 unsigned int lru_mask;
3405         };
3406
3407         static const struct numa_stat stats[] = {
3408                 { "total", LRU_ALL },
3409                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3410                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3411                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3412         };
3413         const struct numa_stat *stat;
3414         int nid;
3415         unsigned long nr;
3416         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3417
3418         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3419                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3420                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3421                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3422                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3423                                                           stat->lru_mask);
3424                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3425                 }
3426                 seq_putc(m, '\n');
3427         }
3428
3429         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3430                 struct mem_cgroup *iter;
3431
3432                 nr = 0;
3433                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3434                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3435                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3436                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3437                         nr = 0;
3438                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3439                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3440                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3441                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3442                 }
3443                 seq_putc(m, '\n');
3444         }
3445
3446         return 0;
3447 }
3448 #endif /* CONFIG_NUMA */
3449
3450 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3451 {
3452         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3453         unsigned long memory, memsw;
3454         struct mem_cgroup *mi;
3455         unsigned int i;
3456
3457         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3458                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3459         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3460                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3461         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3462
3463         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3464                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3465                         continue;
3466                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3467                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3468         }
3469
3470         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3471                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3472                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3473
3474         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3475                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3476                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3477
3478         /* Hierarchical information */
3479         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3480         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3481                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3482                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3483         }
3484         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3485                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3486         if (do_swap_account)
3487                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3488                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3489
3490         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3491                 long long val = 0;
3492
3493                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3494                         continue;
3495                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3496                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3497                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3498         }
3499
3500         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3501                 unsigned long long val = 0;
3502
3503                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3504                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3505                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3506                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3507         }
3508
3509         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3510                 unsigned long long val = 0;
3511
3512                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3513                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3514                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3515         }
3516
3517 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3518         {
3519                 int nid, zid;
3520                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3521                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3522                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3523                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3524
3525                 for_each_online_node(nid)
3526                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3527                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3528                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3529
3530                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3531                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3532                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3533                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3534                         }
3535                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3536                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3537                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3538                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3539         }
3540 #endif
3541
3542         return 0;
3543 }
3544
3545 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3546                                       struct cftype *cft)
3547 {
3548         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3549
3550         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3551 }
3552
3553 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3554                                        struct cftype *cft, u64 val)
3555 {
3556         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3557
3558         if (val > 100)
3559                 return -EINVAL;
3560
3561         if (css->parent)
3562                 memcg->swappiness = val;
3563         else
3564                 vm_swappiness = val;
3565
3566         return 0;
3567 }
3568
3569 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3570 {
3571         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3572         unsigned long usage;
3573         int i;
3574
3575         rcu_read_lock();
3576         if (!swap)
3577                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3578         else
3579                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3580
3581         if (!t)
3582                 goto unlock;
3583
3584         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3585
3586         /*
3587          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3588          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3589          * call of __mem_cgroup_threshold().
3590          */
3591         i = t->current_threshold;
3592
3593         /*
3594          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3595          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3596          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3597          * only one element of the array here.
3598          */
3599         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3600                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3601
3602         /* i = current_threshold + 1 */
3603         i++;
3604
3605         /*
3606          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3607          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3608          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3609          * only one element of the array here.
3610          */
3611         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3612                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3613
3614         /* Update current_threshold */
3615         t->current_threshold = i - 1;
3616 unlock:
3617         rcu_read_unlock();
3618 }
3619
3620 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3621 {
3622         while (memcg) {
3623                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3624                 if (do_swap_account)
3625                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3626
3627                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3628         }
3629 }
3630
3631 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3632 {
3633         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3634         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3635
3636         if (_a->threshold > _b->threshold)
3637                 return 1;
3638
3639         if (_a->threshold < _b->threshold)
3640                 return -1;
3641
3642         return 0;
3643 }
3644
3645 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3646 {
3647         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3648
3649         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3650
3651         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3652                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3653
3654         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3659 {
3660         struct mem_cgroup *iter;
3661
3662         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3663                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3664 }
3665
3666 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3667         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3668 {
3669         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3670         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3671         unsigned long threshold;
3672         unsigned long usage;
3673         int i, size, ret;
3674
3675         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3676         if (ret)
3677                 return ret;
3678
3679         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3680
3681         if (type == _MEM) {
3682                 thresholds = &memcg->thresholds;
3683                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3684         } else if (type == _MEMSWAP) {
3685                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3686                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3687         } else
3688                 BUG();
3689
3690         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3691         if (thresholds->primary)
3692                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3693
3694         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3695
3696         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3697         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3698                         GFP_KERNEL);
3699         if (!new) {
3700                 ret = -ENOMEM;
3701                 goto unlock;
3702         }
3703         new->size = size;
3704
3705         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3706         if (thresholds->primary) {
3707                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3708                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3709         }
3710
3711         /* Add new threshold */
3712         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3713         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3714
3715         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3716         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3717                         compare_thresholds, NULL);
3718
3719         /* Find current threshold */
3720         new->current_threshold = -1;
3721         for (i = 0; i < size; i++) {
3722                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3723                         /*
3724                          * new->current_threshold will not be used until
3725                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3726                          * it here.
3727                          */
3728                         ++new->current_threshold;
3729                 } else
3730                         break;
3731         }
3732
3733         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3734         kfree(thresholds->spare);
3735         thresholds->spare = thresholds->primary;
3736
3737         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3738
3739         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3740         synchronize_rcu();
3741
3742 unlock:
3743         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3744
3745         return ret;
3746 }
3747
3748 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3749         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3750 {
3751         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3752 }
3753
3754 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3755         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3756 {
3757         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3758 }
3759
3760 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3761         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3762 {
3763         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3764         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3765         unsigned long usage;
3766         int i, j, size;
3767
3768         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3769
3770         if (type == _MEM) {
3771                 thresholds = &memcg->thresholds;
3772                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3773         } else if (type == _MEMSWAP) {
3774                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3775                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3776         } else
3777                 BUG();
3778
3779         if (!thresholds->primary)
3780                 goto unlock;
3781
3782         /* Check if a threshold crossed before removing */
3783         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3784
3785         /* Calculate new number of threshold */
3786         size = 0;
3787         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3788                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3789                         size++;
3790         }
3791
3792         new = thresholds->spare;
3793
3794         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3795         if (!size) {
3796                 kfree(new);
3797                 new = NULL;
3798                 goto swap_buffers;
3799         }
3800
3801         new->size = size;
3802
3803         /* Copy thresholds and find current threshold */
3804         new->current_threshold = -1;
3805         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3806                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3807                         continue;
3808
3809                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3810                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3811                         /*
3812                          * new->current_threshold will not be used
3813                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3814                          * it here.
3815                          */
3816                         ++new->current_threshold;
3817                 }
3818                 j++;
3819         }
3820
3821 swap_buffers:
3822         /* Swap primary and spare array */
3823         thresholds->spare = thresholds->primary;
3824         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3825         if (!new) {
3826                 kfree(thresholds->spare);
3827                 thresholds->spare = NULL;
3828         }
3829
3830         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3831
3832         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3833         synchronize_rcu();
3834 unlock:
3835         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3836 }
3837
3838 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3839         struct eventfd_ctx *eventfd)
3840 {
3841         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3842 }
3843
3844 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3845         struct eventfd_ctx *eventfd)
3846 {
3847         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3848 }
3849
3850 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3851         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3852 {
3853         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3854
3855         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3856         if (!event)
3857                 return -ENOMEM;
3858
3859         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3860
3861         event->eventfd = eventfd;
3862         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3863
3864         /* already in OOM ? */
3865         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
3866                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3867         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3873         struct eventfd_ctx *eventfd)
3874 {
3875         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3876
3877         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3878
3879         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3880                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3881                         list_del(&ev->list);
3882                         kfree(ev);
3883                 }
3884         }
3885
3886         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3887 }
3888
3889 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3890 {
3891         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3892
3893         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3894         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
3895         return 0;
3896 }
3897
3898 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3899         struct cftype *cft, u64 val)
3900 {
3901         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3902
3903         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3904         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3905                 return -EINVAL;
3906
3907         memcg->oom_kill_disable = val;
3908         if (!val)
3909                 memcg_oom_recover(memcg);
3910
3911         return 0;
3912 }
3913
3914 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3915 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3916 {
3917         int ret;
3918
3919         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3920         if (ret)
3921                 return ret;
3922
3923         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3924 }
3925
3926 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3927 {
3928         struct cgroup_subsys_state *css;
3929         struct mem_cgroup *parent, *child;
3930         int kmemcg_id;
3931
3932         if (!memcg->kmem_acct_active)
3933                 return;
3934
3935         /*
3936          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3937          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3938          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3939          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3940          */
3941         memcg->kmem_acct_active = false;
3942
3943         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3944
3945         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3946         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3947
3948         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3949         if (!parent)
3950                 parent = root_mem_cgroup;
3951
3952         /*
3953          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3954          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3955          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3956          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3957          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3958          * memcg_drain_all_list_lrus().
3959          */
3960         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3961                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3962                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3963                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3964                 if (!memcg->use_hierarchy)
3965                         break;
3966         }
3967         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3968
3969         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3970 }
3971
3972 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3973 {
3974         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3975                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3976                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3977                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3978         }
3979         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3980 }
3981 #else
3982 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3983 {
3984         return 0;
3985 }
3986
3987 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3988 {
3989 }
3990
3991 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3992 {
3993 }
3994 #endif
3995
3996 /*
3997  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3998  *
3999  * "cgroup.event_control" implementation.
4000  *
4001  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4002  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4003  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4004  *
4005  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4006  * possible.
4007  */
4008
4009 /*
4010  * Unregister event and free resources.
4011  *
4012  * Gets called from workqueue.
4013  */
4014 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4015 {
4016         struct mem_cgroup_event *event =
4017                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4018         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4019
4020         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4021
4022         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4023
4024         /* Notify userspace the event is going away. */
4025         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4026
4027         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4028         kfree(event);
4029         css_put(&memcg->css);
4030 }
4031
4032 /*
4033  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4034  *
4035  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4036  */
4037 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4038                             int sync, void *key)
4039 {
4040         struct mem_cgroup_event *event =
4041                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4042         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4043         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4044
4045         if (flags & POLLHUP) {
4046                 /*
4047                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4048                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4049                  * for us.
4050                  *
4051                  * We can't race against event freeing since the other
4052                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4053                  * which we hold.
4054                  */
4055                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4056                 if (!list_empty(&event->list)) {
4057                         list_del_init(&event->list);
4058                         /*
4059                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4060                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4061                          */
4062                         schedule_work(&event->remove);
4063                 }
4064                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4065         }
4066
4067         return 0;
4068 }
4069
4070 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4071                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4072 {
4073         struct mem_cgroup_event *event =
4074                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4075
4076         event->wqh = wqh;
4077         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4078 }
4079
4080 /*
4081  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4082  *
4083  * Parse input and register new cgroup event handler.
4084  *
4085  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4086  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4087  */
4088 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4089                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4090 {
4091         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4092         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4093         struct mem_cgroup_event *event;
4094         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4095         unsigned int efd, cfd;
4096         struct fd efile;
4097         struct fd cfile;
4098         const char *name;
4099         char *endp;
4100         int ret;
4101
4102         buf = strstrip(buf);
4103
4104         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4105         if (*endp != ' ')
4106                 return -EINVAL;
4107         buf = endp + 1;
4108
4109         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4110         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4111                 return -EINVAL;
4112         buf = endp + 1;
4113
4114         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4115         if (!event)
4116                 return -ENOMEM;
4117
4118         event->memcg = memcg;
4119         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4120         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4121         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4122         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4123
4124         efile = fdget(efd);
4125         if (!efile.file) {
4126                 ret = -EBADF;
4127                 goto out_kfree;
4128         }
4129
4130         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4131         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4132                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4133                 goto out_put_efile;
4134         }
4135
4136         cfile = fdget(cfd);
4137         if (!cfile.file) {
4138                 ret = -EBADF;
4139                 goto out_put_eventfd;
4140         }
4141
4142         /* the process need read permission on control file */
4143         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4144         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4145         if (ret < 0)
4146                 goto out_put_cfile;
4147
4148         /*
4149          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4150          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4151          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4152          * is for compatibility anyway.
4153          *
4154          * DO NOT ADD NEW FILES.
4155          */
4156         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4157
4158         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4159                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4160                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4161         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4162                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4163                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4164         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4165                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4166                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4167         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4168                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4169                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4170         } else {
4171                 ret = -EINVAL;
4172                 goto out_put_cfile;
4173         }
4174
4175         /*
4176          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4177          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4178          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4179          */
4180         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4181                                                &memory_cgrp_subsys);
4182         ret = -EINVAL;
4183         if (IS_ERR(cfile_css))
4184                 goto out_put_cfile;
4185         if (cfile_css != css) {
4186                 css_put(cfile_css);
4187                 goto out_put_cfile;
4188         }
4189
4190         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4191         if (ret)
4192                 goto out_put_css;
4193
4194         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4195
4196         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4197         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4198         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4199
4200         fdput(cfile);
4201         fdput(efile);
4202
4203         return nbytes;
4204
4205 out_put_css:
4206         css_put(css);
4207 out_put_cfile:
4208         fdput(cfile);
4209 out_put_eventfd:
4210         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4211 out_put_efile:
4212         fdput(efile);
4213 out_kfree:
4214         kfree(event);
4215
4216         return ret;
4217 }
4218
4219 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4220         {
4221                 .name = "usage_in_bytes",
4222                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4223                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4224         },
4225         {
4226                 .name = "max_usage_in_bytes",
4227                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4228                 .write = mem_cgroup_reset,
4229                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4230         },
4231         {
4232                 .name = "limit_in_bytes",
4233                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4234                 .write = mem_cgroup_write,
4235                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4236         },
4237         {
4238                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4239                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4240                 .write = mem_cgroup_write,
4241                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4242         },
4243         {
4244                 .name = "failcnt",
4245                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4246                 .write = mem_cgroup_reset,
4247                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4248         },
4249         {
4250                 .name = "stat",
4251                 .seq_show = memcg_stat_show,
4252         },
4253         {
4254                 .name = "force_empty",
4255                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4256         },
4257         {
4258                 .name = "use_hierarchy",
4259                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4260                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4261         },
4262         {
4263                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4264                 .write = memcg_write_event_control,
4265                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4266                 .mode = S_IWUGO,
4267         },
4268         {
4269                 .name = "swappiness",
4270                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4271                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4272         },
4273         {
4274                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4275                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4276                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4277         },
4278         {
4279                 .name = "oom_control",
4280                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4281                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4282                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4283         },
4284         {
4285                 .name = "pressure_level",
4286         },
4287 #ifdef CONFIG_NUMA
4288         {
4289                 .name = "numa_stat",
4290                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4291         },
4292 #endif
4293 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4294         {
4295                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4296                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4297                 .write = mem_cgroup_write,
4298                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4299         },
4300         {
4301                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4302                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4303                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4304         },
4305         {
4306                 .name = "kmem.failcnt",
4307                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4308                 .write = mem_cgroup_reset,
4309                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4310         },
4311         {
4312                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4313                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4314                 .write = mem_cgroup_reset,
4315                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4316         },
4317 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4318         {
4319                 .name = "kmem.slabinfo",
4320                 .seq_start = slab_start,
4321                 .seq_next = slab_next,
4322                 .seq_stop = slab_stop,
4323                 .seq_show = memcg_slab_show,
4324         },
4325 #endif
4326 #endif
4327         { },    /* terminate */
4328 };
4329
4330 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4331 {
4332         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4333         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4334         int zone, tmp = node;
4335         /*
4336          * This routine is called against possible nodes.
4337          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4338          *
4339          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4340          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4341          *       function.
4342          */
4343         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4344                 tmp = -1;
4345         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4346         if (!pn)
4347                 return 1;
4348
4349         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4350                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4351                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4352                 mz->usage_in_excess = 0;
4353                 mz->on_tree = false;
4354                 mz->memcg = memcg;
4355         }
4356         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4357         return 0;
4358 }
4359
4360 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4361 {
4362         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4363 }
4364
4365 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4366 {
4367         struct mem_cgroup *memcg;
4368         size_t size;
4369
4370         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4371         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4372
4373         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4374         if (!memcg)
4375                 return NULL;
4376
4377         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4378         if (!memcg->stat)
4379                 goto out_free;
4380         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4381         return memcg;
4382
4383 out_free:
4384         kfree(memcg);
4385         return NULL;
4386 }
4387
4388 /*
4389  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4390  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4391  *
4392  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4393  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4394  * it goes down to 0.
4395  *
4396  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4397  */
4398
4399 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4400 {
4401         int node;
4402
4403         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4404
4405         for_each_node(node)
4406                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4407
4408         free_percpu(memcg->stat);
4409         kfree(memcg);
4410 }
4411
4412 /*
4413  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4414  */
4415 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4416 {
4417         if (!memcg->memory.parent)
4418                 return NULL;
4419         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4420 }
4421 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4422
4423 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4424 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4425 {
4426         struct mem_cgroup *memcg;
4427         long error = -ENOMEM;
4428         int node;
4429
4430         memcg = mem_cgroup_alloc();
4431         if (!memcg)
4432                 return ERR_PTR(error);
4433
4434         for_each_node(node)
4435                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4436                         goto free_out;
4437
4438         /* root ? */
4439         if (parent_css == NULL) {
4440                 root_mem_cgroup = memcg;
4441                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4442                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4443                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4444                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4445                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4446         }
4447
4448         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4449         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4450         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4451         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4452         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4453         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4454         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4455         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4456 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4457         memcg->kmemcg_id = -1;
4458 #endif
4459
4460         return &memcg->css;
4461
4462 free_out:
4463         __mem_cgroup_free(memcg);
4464         return ERR_PTR(error);
4465 }
4466
4467 static int
4468 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4469 {
4470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4471         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4472         int ret;
4473
4474         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4475                 return -ENOSPC;
4476
4477         if (!parent)
4478                 return 0;
4479
4480         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4481
4482         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4483         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4484         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4485
4486         if (parent->use_hierarchy) {
4487                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4488                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4489                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4490                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4491                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4492
4493                 /*
4494                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4495                  * core guarantees its existence.
4496                  */
4497         } else {
4498                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4499                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4500                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4501                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4502                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4503                 /*
4504                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4505                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4506                  * unfortunate state in our controller.
4507                  */
4508                 if (parent != root_mem_cgroup)
4509                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4510         }
4511         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4512
4513         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4514         if (ret)
4515                 return ret;
4516
4517         /*
4518          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4519          * orders reading memcg->initialized against its callers
4520          * reading the memcg members.
4521          */
4522         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4523
4524         return 0;
4525 }
4526
4527 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4528 {
4529         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4530         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4531
4532         /*
4533          * Unregister events and notify userspace.
4534          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4535          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4536          */
4537         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4538         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4539                 list_del_init(&event->list);
4540                 schedule_work(&event->remove);
4541         }
4542         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4543
4544         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4545
4546         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4547 }
4548
4549 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4550 {
4551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4552
4553         memcg_destroy_kmem(memcg);
4554         __mem_cgroup_free(memcg);
4555 }
4556
4557 /**
4558  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4559  * @css: the target css
4560  *
4561  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4562  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4563  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4564  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4565  * made visible again.
4566  *
4567  * The current implementation only resets the essential configurations.
4568  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4569  */
4570 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4571 {
4572         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4573
4574         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4575         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4576         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4577         memcg->low = 0;
4578         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4579         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4580 }
4581
4582 #ifdef CONFIG_MMU
4583 /* Handlers for move charge at task migration. */
4584 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4585 {
4586         int ret;
4587
4588         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4589         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4590         if (!ret) {
4591                 mc.precharge += count;
4592                 return ret;
4593         }
4594         if (ret == -EINTR) {
4595                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4596                 return ret;
4597         }
4598
4599         /* Try charges one by one with reclaim */
4600         while (count--) {
4601                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4602                 /*
4603                  * In case of failure, any residual charges against
4604                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4605                  * later on.  However, cancel any charges that are
4606                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4607                  */
4608                 if (ret == -EINTR)
4609                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4610                 if (ret)
4611                         return ret;
4612                 mc.precharge++;
4613                 cond_resched();
4614         }
4615         return 0;
4616 }
4617
4618 /**
4619  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4620  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4621  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4622  * @ptent: the pte to be checked
4623  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4624  *
4625  * Returns
4626  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4627  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4628  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4629  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4630  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4631  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4632  *     in target->ent.
4633  *
4634  * Called with pte lock held.
4635  */
4636 union mc_target {
4637         struct page     *page;
4638         swp_entry_t     ent;
4639 };
4640
4641 enum mc_target_type {
4642         MC_TARGET_NONE = 0,
4643         MC_TARGET_PAGE,
4644         MC_TARGET_SWAP,
4645 };
4646
4647 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4648                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4649 {
4650         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4651
4652         if (!page || !page_mapped(page))
4653                 return NULL;
4654         if (PageAnon(page)) {
4655                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4656                         return NULL;
4657         } else {
4658                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4659                         return NULL;
4660         }
4661         if (!get_page_unless_zero(page))
4662                 return NULL;
4663
4664         return page;
4665 }
4666
4667 #ifdef CONFIG_SWAP
4668 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4669                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4670 {
4671         struct page *page = NULL;
4672         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4673
4674         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4675                 return NULL;
4676         /*
4677          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4678          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4679          */
4680         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4681         if (do_swap_account)
4682                 entry->val = ent.val;
4683
4684         return page;
4685 }
4686 #else
4687 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4688                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4689 {
4690         return NULL;
4691 }
4692 #endif
4693
4694 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4695                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4696 {
4697         struct page *page = NULL;
4698         struct address_space *mapping;
4699         pgoff_t pgoff;
4700
4701         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4702                 return NULL;
4703         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4704                 return NULL;
4705
4706         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4707         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4708
4709         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4710 #ifdef CONFIG_SWAP
4711         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4712         if (shmem_mapping(mapping)) {
4713                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4714                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4715                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4716                         if (do_swap_account)
4717                                 *entry = swp;
4718                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4719                 }
4720         } else
4721                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4722 #else
4723         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4724 #endif
4725         return page;
4726 }
4727
4728 /**
4729  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4730  * @page: the page
4731  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4732  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4733  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4734  *
4735  * The caller must confirm following.
4736  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4737  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4738  *
4739  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4740  * from old cgroup.
4741  */
4742 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4743                                    unsigned int nr_pages,
4744                                    struct mem_cgroup *from,
4745                                    struct mem_cgroup *to)
4746 {
4747         unsigned long flags;
4748         int ret;
4749
4750         VM_BUG_ON(from == to);
4751         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4752         /*
4753          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4754          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4755          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4756          * hold it.
4757          */
4758         ret = -EBUSY;
4759         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4760                 goto out;
4761
4762         /*
4763          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4764          * of its source page while we change it: page migration takes
4765          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4766          */
4767         if (!trylock_page(page))
4768                 goto out;
4769
4770         ret = -EINVAL;
4771         if (page->mem_cgroup != from)
4772                 goto out_unlock;
4773
4774         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4775
4776         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
4777                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4778                                nr_pages);
4779                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4780                                nr_pages);
4781         }
4782
4783         if (PageWriteback(page)) {
4784                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4785                                nr_pages);
4786                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4787                                nr_pages);
4788         }
4789
4790         /*
4791          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4792          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4793          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4794          */
4795
4796         /* caller should have done css_get */
4797         page->mem_cgroup = to;
4798         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4799
4800         ret = 0;
4801
4802         local_irq_disable();
4803         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4804         memcg_check_events(to, page);
4805         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4806         memcg_check_events(from, page);
4807         local_irq_enable();
4808 out_unlock:
4809         unlock_page(page);
4810 out:
4811         return ret;
4812 }
4813
4814 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4815                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4816 {
4817         struct page *page = NULL;
4818         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4819         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4820
4821         if (pte_present(ptent))
4822                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4823         else if (is_swap_pte(ptent))
4824                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4825         else if (pte_none(ptent))
4826                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4827
4828         if (!page && !ent.val)
4829                 return ret;
4830         if (page) {
4831                 /*
4832                  * Do only loose check w/o serialization.
4833                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4834                  * not under LRU exclusion.
4835                  */
4836                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4837                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4838                         if (target)
4839                                 target->page = page;
4840                 }
4841                 if (!ret || !target)
4842                         put_page(page);
4843         }
4844         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4845         if (ent.val && !ret &&
4846             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4847                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4848                 if (target)
4849                         target->ent = ent;
4850         }
4851         return ret;
4852 }
4853
4854 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4855 /*
4856  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4857  * support them for now.
4858  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4859  */
4860 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4861                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4862 {
4863         struct page *page = NULL;
4864         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4865
4866         page = pmd_page(pmd);
4867         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4868         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4869                 return ret;
4870         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4871                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4872                 if (target) {
4873                         get_page(page);
4874                         target->page = page;
4875                 }
4876         }
4877         return ret;
4878 }
4879 #else
4880 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4881                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4882 {
4883         return MC_TARGET_NONE;
4884 }
4885 #endif
4886
4887 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4888                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4889                                         struct mm_walk *walk)
4890 {
4891         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4892         pte_t *pte;
4893         spinlock_t *ptl;
4894
4895         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4896                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4897                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4898                 spin_unlock(ptl);
4899                 return 0;
4900         }
4901
4902         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4903                 return 0;
4904         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4905         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4906                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4907                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4908         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4909         cond_resched();
4910
4911         return 0;
4912 }
4913
4914 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4915 {
4916         unsigned long precharge;
4917
4918         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4919                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4920                 .mm = mm,
4921         };
4922         down_read(&mm->mmap_sem);
4923         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4924         up_read(&mm->mmap_sem);
4925
4926         precharge = mc.precharge;
4927         mc.precharge = 0;
4928
4929         return precharge;
4930 }
4931
4932 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4933 {
4934         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4935
4936         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4937         mc.moving_task = current;
4938         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4939 }
4940
4941 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4942 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4943 {
4944         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4945         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4946
4947         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4948         if (mc.precharge) {
4949                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4950                 mc.precharge = 0;
4951         }
4952         /*
4953          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4954          * we must uncharge here.
4955          */
4956         if (mc.moved_charge) {
4957                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4958                 mc.moved_charge = 0;
4959         }
4960         /* we must fixup refcnts and charges */
4961         if (mc.moved_swap) {
4962                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4963                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4964                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4965
4966                 /*
4967                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4968                  * should uncharge to->memory.
4969                  */
4970                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4971                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4972
4973                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4974
4975                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4976                 mc.moved_swap = 0;
4977         }
4978         memcg_oom_recover(from);
4979         memcg_oom_recover(to);
4980         wake_up_all(&mc.waitq);
4981 }
4982
4983 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4984 {
4985         /*
4986          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4987          * task migration.
4988          */
4989         mc.moving_task = NULL;
4990         __mem_cgroup_clear_mc();
4991         spin_lock(&mc.lock);
4992         mc.from = NULL;
4993         mc.to = NULL;
4994         spin_unlock(&mc.lock);
4995 }
4996
4997 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4998                                  struct cgroup_taskset *tset)
4999 {
5000         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5001         int ret = 0;
5002         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5003         unsigned long move_flags;
5004
5005         /*
5006          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5007          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5008          * So we need to save it, and keep it going.
5009          */
5010         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5011         if (move_flags) {
5012                 struct mm_struct *mm;
5013                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5014
5015                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5016
5017                 mm = get_task_mm(p);
5018                 if (!mm)
5019                         return 0;
5020                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5021                 if (mm->owner == p) {
5022                         VM_BUG_ON(mc.from);
5023                         VM_BUG_ON(mc.to);
5024                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5025                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5026                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5027
5028                         spin_lock(&mc.lock);
5029                         mc.from = from;
5030                         mc.to = memcg;
5031                         mc.flags = move_flags;
5032                         spin_unlock(&mc.lock);
5033                         /* We set mc.moving_task later */
5034
5035                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5036                         if (ret)
5037                                 mem_cgroup_clear_mc();
5038                 }
5039                 mmput(mm);
5040         }
5041         return ret;
5042 }
5043
5044 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5045                                      struct cgroup_taskset *tset)
5046 {
5047         if (mc.to)
5048                 mem_cgroup_clear_mc();
5049 }
5050
5051 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5052                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5053                                 struct mm_walk *walk)
5054 {
5055         int ret = 0;
5056         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5057         pte_t *pte;
5058         spinlock_t *ptl;
5059         enum mc_target_type target_type;
5060         union mc_target target;
5061         struct page *page;
5062
5063         /*
5064          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5065          * happens because:
5066          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5067          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5068          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5069          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5070          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5071          *    part of thp split is not executed yet.
5072          */
5073         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5074                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5075                         spin_unlock(ptl);
5076                         return 0;
5077                 }
5078                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5079                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5080                         page = target.page;
5081                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5082                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5083                                                              mc.from, mc.to)) {
5084                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5085                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5086                                 }
5087                                 putback_lru_page(page);
5088                         }
5089                         put_page(page);
5090                 }
5091                 spin_unlock(ptl);
5092                 return 0;
5093         }
5094
5095         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5096                 return 0;
5097 retry:
5098         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5099         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5100                 pte_t ptent = *(pte++);
5101                 swp_entry_t ent;
5102
5103                 if (!mc.precharge)
5104                         break;
5105
5106                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5107                 case MC_TARGET_PAGE:
5108                         page = target.page;
5109                         if (isolate_lru_page(page))
5110                                 goto put;
5111                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5112                                 mc.precharge--;
5113                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5114                                 mc.moved_charge++;
5115                         }
5116                         putback_lru_page(page);
5117 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5118                         put_page(page);
5119                         break;
5120                 case MC_TARGET_SWAP:
5121                         ent = target.ent;
5122                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5123                                 mc.precharge--;
5124                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5125                                 mc.moved_swap++;
5126                         }
5127                         break;
5128                 default:
5129                         break;
5130                 }
5131         }
5132         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5133         cond_resched();
5134
5135         if (addr != end) {
5136                 /*
5137                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5138                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5139                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5140                  * phase.
5141                  */
5142                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5143                 if (!ret)
5144                         goto retry;
5145         }
5146
5147         return ret;
5148 }
5149
5150 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5151 {
5152         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5153                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5154                 .mm = mm,
5155         };
5156
5157         lru_add_drain_all();
5158         /*
5159          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5160          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5161          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5162          */
5163         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5164         synchronize_rcu();
5165 retry:
5166         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5167                 /*
5168                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5169                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5170                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5171                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5172                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5173                  */
5174                 __mem_cgroup_clear_mc();
5175                 cond_resched();
5176                 goto retry;
5177         }
5178         /*
5179          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5180          * additional charge, the page walk just aborts.
5181          */
5182         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5183         up_read(&mm->mmap_sem);
5184         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5185 }
5186
5187 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5188                                  struct cgroup_taskset *tset)
5189 {
5190         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5191         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5192
5193         if (mm) {
5194                 if (mc.to)
5195                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5196                 mmput(mm);
5197         }
5198         if (mc.to)
5199                 mem_cgroup_clear_mc();
5200 }
5201 #else   /* !CONFIG_MMU */
5202 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5203                                  struct cgroup_taskset *tset)
5204 {
5205         return 0;
5206 }
5207 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5208                                      struct cgroup_taskset *tset)
5209 {
5210 }
5211 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5212                                  struct cgroup_taskset *tset)
5213 {
5214 }
5215 #endif
5216
5217 /*
5218  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5219  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5220  * attempt.
5221  */
5222 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5223 {
5224         /*
5225          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5226          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5227          * on for the root memcg is enough.
5228          */
5229         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5230                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5231         else
5232                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5233 }
5234
5235 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5236                                struct cftype *cft)
5237 {
5238         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5239 }
5240
5241 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5242 {
5243         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5244         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5245
5246         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5247                 seq_puts(m, "max\n");
5248         else
5249                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5250
5251         return 0;
5252 }
5253
5254 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5255                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5256 {
5257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5258         unsigned long low;
5259         int err;
5260
5261         buf = strstrip(buf);
5262         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5263         if (err)
5264                 return err;
5265
5266         memcg->low = low;
5267
5268         return nbytes;
5269 }
5270
5271 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5272 {
5273         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5274         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5275
5276         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5277                 seq_puts(m, "max\n");
5278         else
5279                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5280
5281         return 0;
5282 }
5283
5284 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5285                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5286 {
5287         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5288         unsigned long high;
5289         int err;
5290
5291         buf = strstrip(buf);
5292         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5293         if (err)
5294                 return err;
5295
5296         memcg->high = high;
5297
5298         return nbytes;
5299 }
5300
5301 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5302 {
5303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5304         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5305
5306         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5307                 seq_puts(m, "max\n");
5308         else
5309                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5310
5311         return 0;
5312 }
5313
5314 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5315                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5318         unsigned long max;
5319         int err;
5320
5321         buf = strstrip(buf);
5322         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5323         if (err)
5324                 return err;
5325
5326         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5327         if (err)
5328                 return err;
5329
5330         return nbytes;
5331 }
5332
5333 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5334 {
5335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5336
5337         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5338         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5339         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5340         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5341
5342         return 0;
5343 }
5344
5345 static struct cftype memory_files[] = {
5346         {
5347                 .name = "current",
5348                 .read_u64 = memory_current_read,
5349         },
5350         {
5351                 .name = "low",
5352                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5353                 .seq_show = memory_low_show,
5354                 .write = memory_low_write,
5355         },
5356         {
5357                 .name = "high",
5358                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5359                 .seq_show = memory_high_show,
5360                 .write = memory_high_write,
5361         },
5362         {
5363                 .name = "max",
5364                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5365                 .seq_show = memory_max_show,
5366                 .write = memory_max_write,
5367         },
5368         {
5369                 .name = "events",
5370                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5371                 .seq_show = memory_events_show,
5372         },
5373         { }     /* terminate */
5374 };
5375
5376 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5377         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5378         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5379         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5380         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5381         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5382         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5383         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5384         .attach = mem_cgroup_move_task,
5385         .bind = mem_cgroup_bind,
5386         .dfl_cftypes = memory_files,
5387         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5388         .early_init = 0,
5389 };
5390
5391 /**
5392  * mem_cgroup_events - count memory events against a cgroup
5393  * @memcg: the memory cgroup
5394  * @idx: the event index
5395  * @nr: the number of events to account for
5396  */
5397 void mem_cgroup_events(struct mem_cgroup *memcg,
5398                        enum mem_cgroup_events_index idx,
5399                        unsigned int nr)
5400 {
5401         this_cpu_add(memcg->stat->events[idx], nr);
5402 }
5403
5404 /**
5405  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5406  * @root: the highest ancestor to consider
5407  * @memcg: the memory cgroup to check
5408  *
5409  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5410  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5411  */
5412 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5413 {
5414         if (mem_cgroup_disabled())
5415                 return false;
5416
5417         /*
5418          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5419          * it's never low when looked at directly, and it is not
5420          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5421          */
5422
5423         if (memcg == root_mem_cgroup)
5424                 return false;
5425
5426         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5427                 return false;
5428
5429         while (memcg != root) {
5430                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5431
5432                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5433                         break;
5434
5435                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5436                         return false;
5437         }
5438         return true;
5439 }
5440
5441 /**
5442  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5443  * @page: page to charge
5444  * @mm: mm context of the victim
5445  * @gfp_mask: reclaim mode
5446  * @memcgp: charged memcg return
5447  *
5448  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5449  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5450  *
5451  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5452  * Otherwise, an error code is returned.
5453  *
5454  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5455  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5456  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5457  */
5458 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5459                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5460 {
5461         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5462         unsigned int nr_pages = 1;
5463         int ret = 0;
5464
5465         if (mem_cgroup_disabled())
5466                 goto out;
5467
5468         if (PageSwapCache(page)) {
5469                 /*
5470                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5471                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5472                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5473                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5474                  * in turn serializes uncharging.
5475                  */
5476                 if (page->mem_cgroup)
5477                         goto out;
5478         }
5479
5480         if (PageTransHuge(page)) {
5481                 nr_pages <<= compound_order(page);
5482                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5483         }
5484
5485         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5486                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5487         if (!memcg)
5488                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5489
5490         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5491
5492         css_put(&memcg->css);
5493
5494         if (ret == -EINTR) {
5495                 memcg = root_mem_cgroup;
5496                 ret = 0;
5497         }
5498 out:
5499         *memcgp = memcg;
5500         return ret;
5501 }
5502
5503 /**
5504  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5505  * @page: page to charge
5506  * @memcg: memcg to charge the page to
5507  * @lrucare: page might be on LRU already
5508  *
5509  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5510  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5511  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5512  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5513  *
5514  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5515  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5516  *
5517  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5518  */
5519 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5520                               bool lrucare)
5521 {
5522         unsigned int nr_pages = 1;
5523
5524         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5525         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5526
5527         if (mem_cgroup_disabled())
5528                 return;
5529         /*
5530          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5531          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5532          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5533          */
5534         if (!memcg)
5535                 return;
5536
5537         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5538
5539         if (PageTransHuge(page)) {
5540                 nr_pages <<= compound_order(page);
5541                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5542         }
5543
5544         local_irq_disable();
5545         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5546         memcg_check_events(memcg, page);
5547         local_irq_enable();
5548
5549         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5550                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5551                 /*
5552                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5553                  * let's not wait for it.  The page already received a
5554                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5555                  */
5556                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5557         }
5558 }
5559
5560 /**
5561  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5562  * @page: page to charge
5563  * @memcg: memcg to charge the page to
5564  *
5565  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5566  */
5567 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5568 {
5569         unsigned int nr_pages = 1;
5570
5571         if (mem_cgroup_disabled())
5572                 return;
5573         /*
5574          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5575          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5576          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5577          */
5578         if (!memcg)
5579                 return;
5580
5581         if (PageTransHuge(page)) {
5582                 nr_pages <<= compound_order(page);
5583                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5584         }
5585
5586         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5587 }
5588
5589 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5590                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5591                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5592 {
5593         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5594         unsigned long flags;
5595
5596         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5597                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5598                 if (do_swap_account)
5599                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5600                 memcg_oom_recover(memcg);
5601         }
5602
5603         local_irq_save(flags);
5604         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5605         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5606         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5607         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5608         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5609         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5610         local_irq_restore(flags);
5611
5612         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5613                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5614 }
5615
5616 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5617 {
5618         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5619         unsigned long nr_anon = 0;
5620         unsigned long nr_file = 0;
5621         unsigned long nr_huge = 0;
5622         unsigned long pgpgout = 0;
5623         struct list_head *next;
5624         struct page *page;
5625
5626         next = page_list->next;
5627         do {
5628                 unsigned int nr_pages = 1;
5629
5630                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5631                 next = page->lru.next;
5632
5633                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5634                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5635
5636                 if (!page->mem_cgroup)
5637                         continue;
5638
5639                 /*
5640                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5641                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5642                  * exclusive access to the page.
5643                  */
5644
5645                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5646                         if (memcg) {
5647                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5648                                                nr_huge, page);
5649                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5650                         }
5651                         memcg = page->mem_cgroup;
5652                 }
5653
5654                 if (PageTransHuge(page)) {
5655                         nr_pages <<= compound_order(page);
5656                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5657                         nr_huge += nr_pages;
5658                 }
5659
5660                 if (PageAnon(page))
5661                         nr_anon += nr_pages;
5662                 else
5663                         nr_file += nr_pages;
5664
5665                 page->mem_cgroup = NULL;
5666
5667                 pgpgout++;
5668         } while (next != page_list);
5669
5670         if (memcg)
5671                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5672                                nr_huge, page);
5673 }
5674
5675 /**
5676  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5677  * @page: page to uncharge
5678  *
5679  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5680  * mem_cgroup_commit_charge().
5681  */
5682 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5683 {
5684         if (mem_cgroup_disabled())
5685                 return;
5686
5687         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5688         if (!page->mem_cgroup)
5689                 return;
5690
5691         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5692         uncharge_list(&page->lru);
5693 }
5694
5695 /**
5696  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5697  * @page_list: list of pages to uncharge
5698  *
5699  * Uncharge a list of pages previously charged with
5700  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5701  */
5702 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5703 {
5704         if (mem_cgroup_disabled())
5705                 return;
5706
5707         if (!list_empty(page_list))
5708                 uncharge_list(page_list);
5709 }
5710
5711 /**
5712  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5713  * @oldpage: currently charged page
5714  * @newpage: page to transfer the charge to
5715  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5716  *
5717  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5718  *
5719  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5720  */
5721 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5722                         bool lrucare)
5723 {
5724         struct mem_cgroup *memcg;
5725         int isolated;
5726
5727         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5728         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5729         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5730         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5731         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5732         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5733                        newpage);
5734
5735         if (mem_cgroup_disabled())
5736                 return;
5737
5738         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5739         if (newpage->mem_cgroup)
5740                 return;
5741
5742         /*
5743          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5744          * charged, and migration from compaction can happen to an
5745          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5746          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5747          */
5748         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5749         if (!memcg)
5750                 return;
5751
5752         if (lrucare)
5753                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5754
5755         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5756
5757         if (lrucare)
5758                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5759
5760         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5761 }
5762
5763 /*
5764  * subsys_initcall() for memory controller.
5765  *
5766  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5767  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5768  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5769  * be initialized from here.
5770  */
5771 static int __init mem_cgroup_init(void)
5772 {
5773         int cpu, node;
5774
5775         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5776
5777         for_each_possible_cpu(cpu)
5778                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5779                           drain_local_stock);
5780
5781         for_each_node(node) {
5782                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5783                 int zone;
5784
5785                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5786                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5787
5788                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5789                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5790
5791                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5792                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5793                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5794                 }
5795                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5796         }
5797
5798         return 0;
5799 }
5800 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5801
5802 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5803 /**
5804  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5805  * @page: page whose memsw charge to transfer
5806  * @entry: swap entry to move the charge to
5807  *
5808  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5809  */
5810 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5811 {
5812         struct mem_cgroup *memcg;
5813         unsigned short oldid;
5814
5815         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5816         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5817
5818         if (!do_swap_account)
5819                 return;
5820
5821         memcg = page->mem_cgroup;
5822
5823         /* Readahead page, never charged */
5824         if (!memcg)
5825                 return;
5826
5827         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5828         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5829         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5830
5831         page->mem_cgroup = NULL;
5832
5833         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5834                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5835
5836         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5837         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5838
5839         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5840         memcg_check_events(memcg, page);
5841 }
5842
5843 /**
5844  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5845  * @entry: swap entry to uncharge
5846  *
5847  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5848  */
5849 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5850 {
5851         struct mem_cgroup *memcg;
5852         unsigned short id;
5853
5854         if (!do_swap_account)
5855                 return;
5856
5857         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5858         rcu_read_lock();
5859         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5860         if (memcg) {
5861                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5862                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5863                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5864                 css_put(&memcg->css);
5865         }
5866         rcu_read_unlock();
5867 }
5868
5869 /* for remember boot option*/
5870 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5871 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5872 #else
5873 static int really_do_swap_account __initdata;
5874 #endif
5875
5876 static int __init enable_swap_account(char *s)
5877 {
5878         if (!strcmp(s, "1"))
5879                 really_do_swap_account = 1;
5880         else if (!strcmp(s, "0"))
5881                 really_do_swap_account = 0;
5882         return 1;
5883 }
5884 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5885
5886 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5887         {
5888                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5889                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5890                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5891         },
5892         {
5893                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5894                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5895                 .write = mem_cgroup_reset,
5896                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5897         },
5898         {
5899                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5900                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5901                 .write = mem_cgroup_write,
5902                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5903         },
5904         {
5905                 .name = "memsw.failcnt",
5906                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5907                 .write = mem_cgroup_reset,
5908                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5909         },
5910         { },    /* terminate */
5911 };
5912
5913 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5914 {
5915         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5916                 do_swap_account = 1;
5917                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5918                                                   memsw_cgroup_files));
5919         }
5920         return 0;
5921 }
5922 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5923
5924 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */