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