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