Merge branches 'pm-opp', 'pm-cpufreq' and 'pm-tools'
[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         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
300
301         bool            oom_lock;
302         atomic_t        under_oom;
303         atomic_t        oom_wakeups;
304
305         int     swappiness;
306         /* OOM-Killer disable */
307         int             oom_kill_disable;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
344         struct cg_proto tcp_mem;
345 #endif
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
347         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
348          * protected by memcg_slab_mutex */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
351         int kmemcg_id;
352 #endif
353
354         int last_scanned_node;
355 #if MAX_NUMNODES > 1
356         nodemask_t      scan_nodes;
357         atomic_t        numainfo_events;
358         atomic_t        numainfo_updating;
359 #endif
360
361         /* List of events which userspace want to receive */
362         struct list_head event_list;
363         spinlock_t event_list_lock;
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
370 enum {
371         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
372 };
373
374 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
375 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
376 {
377         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
378 }
379
380 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
381 {
382         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384
385 #endif
386
387 /* Stuffs for move charges at task migration. */
388 /*
389  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
390  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
391  */
392 enum move_type {
393         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
394         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
395         NR_MOVE_TYPE,
396 };
397
398 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
399 static struct move_charge_struct {
400         spinlock_t        lock; /* for from, to */
401         struct mem_cgroup *from;
402         struct mem_cgroup *to;
403         unsigned long immigrate_flags;
404         unsigned long precharge;
405         unsigned long moved_charge;
406         unsigned long moved_swap;
407         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
408         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
409 } mc = {
410         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
411         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
412 };
413
414 static bool move_anon(void)
415 {
416         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
417 }
418
419 static bool move_file(void)
420 {
421         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
422 }
423
424 /*
425  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
426  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
427  */
428 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
429 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
430
431 enum charge_type {
432         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
433         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
434         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
435         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
436         NR_CHARGE_TYPE,
437 };
438
439 /* for encoding cft->private value on file */
440 enum res_type {
441         _MEM,
442         _MEMSWAP,
443         _OOM_TYPE,
444         _KMEM,
445 };
446
447 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
448 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
449 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
450 /* Used for OOM nofiier */
451 #define OOM_CONTROL             (0)
452
453 /*
454  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
455  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
456  * appearing has to hold it as well.
457  */
458 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
459
460 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
461 {
462         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
463 }
464
465 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
466 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
467 {
468         if (!memcg)
469                 memcg = root_mem_cgroup;
470         return &memcg->vmpressure;
471 }
472
473 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
474 {
475         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
476 }
477
478 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         return (memcg == root_mem_cgroup);
481 }
482
483 /*
484  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
485  * an unsigned short.
486  */
487 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
488
489 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
490 {
491         return memcg->css.id;
492 }
493
494 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
495 {
496         struct cgroup_subsys_state *css;
497
498         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
499         return mem_cgroup_from_css(css);
500 }
501
502 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
503 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
504
505 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
506 {
507         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
508                 struct mem_cgroup *memcg;
509                 struct cg_proto *cg_proto;
510
511                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
512
513                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
514                  * filled. It won't however, necessarily happen from
515                  * process context. So the test for root memcg given
516                  * the current task's memcg won't help us in this case.
517                  *
518                  * Respecting the original socket's memcg is a better
519                  * decision in this case.
520                  */
521                 if (sk->sk_cgrp) {
522                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
523                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
524                         return;
525                 }
526
527                 rcu_read_lock();
528                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
529                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
530                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
531                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
532                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
533                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
534                 }
535                 rcu_read_unlock();
536         }
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
539
540 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
541 {
542         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
543                 struct mem_cgroup *memcg;
544                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
545                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
546                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
547         }
548 }
549
550 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
553                 return NULL;
554
555         return &memcg->tcp_mem;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
558
559 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
562                 return;
563         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
564 }
565 #else
566 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
567 {
568 }
569 #endif
570
571 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
572 /*
573  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
574  * The main reason for not using cgroup id for this:
575  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
576  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
577  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
578  *  200 entry array for that.
579  *
580  * The current size of the caches array is stored in
581  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
582  * increase it.
583  */
584 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
585 int memcg_limited_groups_array_size;
586
587 /*
588  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
589  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
590  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
591  * tunable, but that is strictly not necessary.
592  *
593  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
594  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
595  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
596  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
597  * increase ours as well if it increases.
598  */
599 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
600 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
601
602 /*
603  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
604  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
605  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
606  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
607  */
608 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
609 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
610
611 static void memcg_free_cache_id(int id);
612
613 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
614 {
615         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
616                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
617                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
618         }
619         /*
620          * This check can't live in kmem destruction function,
621          * since the charges will outlive the cgroup
622          */
623         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
624 }
625 #else
626 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
627 {
628 }
629 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
630
631 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         disarm_sock_keys(memcg);
634         disarm_kmem_keys(memcg);
635 }
636
637 static struct mem_cgroup_per_zone *
638 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
639 {
640         int nid = zone_to_nid(zone);
641         int zid = zone_idx(zone);
642
643         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
644 }
645
646 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648         return &memcg->css;
649 }
650
651 static struct mem_cgroup_per_zone *
652 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
653 {
654         int nid = page_to_nid(page);
655         int zid = page_zonenum(page);
656
657         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
661 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
662 {
663         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
664 }
665
666 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
667 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
668 {
669         int nid = page_to_nid(page);
670         int zid = page_zonenum(page);
671
672         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
673 }
674
675 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
676                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
677                                          unsigned long new_usage_in_excess)
678 {
679         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
680         struct rb_node *parent = NULL;
681         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
682
683         if (mz->on_tree)
684                 return;
685
686         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
687         if (!mz->usage_in_excess)
688                 return;
689         while (*p) {
690                 parent = *p;
691                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
692                                         tree_node);
693                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
694                         p = &(*p)->rb_left;
695                 /*
696                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
697                  * limit by the same amount
698                  */
699                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
700                         p = &(*p)->rb_right;
701         }
702         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
703         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
704         mz->on_tree = true;
705 }
706
707 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
708                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
709 {
710         if (!mz->on_tree)
711                 return;
712         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
713         mz->on_tree = false;
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
718 {
719         unsigned long flags;
720
721         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
722         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
723         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
724 }
725
726 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
727 {
728         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
729         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
730         unsigned long excess = 0;
731
732         if (nr_pages > soft_limit)
733                 excess = nr_pages - soft_limit;
734
735         return excess;
736 }
737
738 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
739 {
740         unsigned long excess;
741         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
742         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
743
744         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
745         /*
746          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
747          * because their event counter is not touched.
748          */
749         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
750                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
751                 excess = soft_limit_excess(memcg);
752                 /*
753                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
754                  * mem is over its softlimit.
755                  */
756                 if (excess || mz->on_tree) {
757                         unsigned long flags;
758
759                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
760                         /* if on-tree, remove it */
761                         if (mz->on_tree)
762                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
763                         /*
764                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
765                          * If excess is 0, no tree ops.
766                          */
767                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
768                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
769                 }
770         }
771 }
772
773 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
774 {
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
777         int nid, zid;
778
779         for_each_node(nid) {
780                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
781                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
782                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
783                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
784                 }
785         }
786 }
787
788 static struct mem_cgroup_per_zone *
789 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
790 {
791         struct rb_node *rightmost = NULL;
792         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
793
794 retry:
795         mz = NULL;
796         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
797         if (!rightmost)
798                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
799
800         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
801         /*
802          * Remove the node now but someone else can add it back,
803          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
804          * position in the tree.
805          */
806         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
808             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
809                 goto retry;
810 done:
811         return mz;
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
818
819         spin_lock_irq(&mctz->lock);
820         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
821         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
822         return mz;
823 }
824
825 /*
826  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
827  *
828  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
829  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
830  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
831  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
832  *
833  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
834  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
835  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
836  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
837  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
838  *
839  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
840  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
841  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
842  * implemented.
843  */
844 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
845                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
846 {
847         long val = 0;
848         int cpu;
849
850         get_online_cpus();
851         for_each_online_cpu(cpu)
852                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
853 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
854         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
855         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
856         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
857 #endif
858         put_online_cpus();
859         return val;
860 }
861
862 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
863                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
864 {
865         unsigned long val = 0;
866         int cpu;
867
868         get_online_cpus();
869         for_each_online_cpu(cpu)
870                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
872         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
873         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
874         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
875 #endif
876         put_online_cpus();
877         return val;
878 }
879
880 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
881                                          struct page *page,
882                                          int nr_pages)
883 {
884         /*
885          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
886          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
887          */
888         if (PageAnon(page))
889                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
890                                 nr_pages);
891         else
892                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
893                                 nr_pages);
894
895         if (PageTransHuge(page))
896                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
897                                 nr_pages);
898
899         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
900         if (nr_pages > 0)
901                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
902         else {
903                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
904                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
905         }
906
907         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
908 }
909
910 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
911 {
912         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
913
914         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
915         return mz->lru_size[lru];
916 }
917
918 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
919                                                   int nid,
920                                                   unsigned int lru_mask)
921 {
922         unsigned long nr = 0;
923         int zid;
924
925         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
926
927         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
928                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929                 enum lru_list lru;
930
931                 for_each_lru(lru) {
932                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
933                                 continue;
934                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
935                         nr += mz->lru_size[lru];
936                 }
937         }
938         return nr;
939 }
940
941 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
942                         unsigned int lru_mask)
943 {
944         unsigned long nr = 0;
945         int nid;
946
947         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
948                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
949         return nr;
950 }
951
952 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
953                                        enum mem_cgroup_events_target target)
954 {
955         unsigned long val, next;
956
957         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
958         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
959         /* from time_after() in jiffies.h */
960         if ((long)next - (long)val < 0) {
961                 switch (target) {
962                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
963                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
964                         break;
965                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
966                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
967                         break;
968                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
969                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
970                         break;
971                 default:
972                         break;
973                 }
974                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
975                 return true;
976         }
977         return false;
978 }
979
980 /*
981  * Check events in order.
982  *
983  */
984 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
985 {
986         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
987         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
988                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
989                 bool do_softlimit;
990                 bool do_numainfo __maybe_unused;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994 #if MAX_NUMNODES > 1
995                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
996                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
997 #endif
998                 mem_cgroup_threshold(memcg);
999                 if (unlikely(do_softlimit))
1000                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1001 #if MAX_NUMNODES > 1
1002                 if (unlikely(do_numainfo))
1003                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1004 #endif
1005         }
1006 }
1007
1008 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1009 {
1010         /*
1011          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1012          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1013          * So this can be called with p == NULL.
1014          */
1015         if (unlikely(!p))
1016                 return NULL;
1017
1018         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1019 }
1020
1021 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1022 {
1023         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         do {
1027                 /*
1028                  * Page cache insertions can happen withou an
1029                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1030                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1031                  */
1032                 if (unlikely(!mm))
1033                         memcg = root_mem_cgroup;
1034                 else {
1035                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1036                         if (unlikely(!memcg))
1037                                 memcg = root_mem_cgroup;
1038                 }
1039         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1040         rcu_read_unlock();
1041         return memcg;
1042 }
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1046  * @root: hierarchy root
1047  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1048  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1049  *
1050  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1051  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1052  *
1053  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1054  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1055  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1056  *
1057  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1058  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1059  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1060  */
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1062                                    struct mem_cgroup *prev,
1063                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1064 {
1065         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1066         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1067         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1068         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1069
1070         if (mem_cgroup_disabled())
1071                 return NULL;
1072
1073         if (!root)
1074                 root = root_mem_cgroup;
1075
1076         if (prev && !reclaim)
1077                 pos = prev;
1078
1079         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1080                 if (prev)
1081                         goto out;
1082                 return root;
1083         }
1084
1085         rcu_read_lock();
1086
1087         if (reclaim) {
1088                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1089
1090                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1091                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1092
1093                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1094                         goto out_unlock;
1095
1096                 do {
1097                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1098                         /*
1099                          * A racing update may change the position and
1100                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1101                          * or retry to see the updated position.
1102                          */
1103                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1104         }
1105
1106         if (pos)
1107                 css = &pos->css;
1108
1109         for (;;) {
1110                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1111                 if (!css) {
1112                         /*
1113                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1114                          * new one might jump in right at the end of
1115                          * the hierarchy - make sure they see at least
1116                          * one group and restart from the beginning.
1117                          */
1118                         if (!prev)
1119                                 continue;
1120                         break;
1121                 }
1122
1123                 /*
1124                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1125                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1126                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1127                  */
1128                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1129
1130                 if (css == &root->css)
1131                         break;
1132
1133                 if (css_tryget(css)) {
1134                         /*
1135                          * Make sure the memcg is initialized:
1136                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1137                          * initialization against setting the flag.
1138                          */
1139                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1140                                 break;
1141
1142                         css_put(css);
1143                 }
1144
1145                 memcg = NULL;
1146         }
1147
1148         if (reclaim) {
1149                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1150                         if (memcg)
1151                                 css_get(&memcg->css);
1152                         if (pos)
1153                                 css_put(&pos->css);
1154                 }
1155
1156                 /*
1157                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1158                  * above.
1159                  */
1160                 if (pos)
1161                         css_put(&pos->css);
1162
1163                 if (!memcg)
1164                         iter->generation++;
1165                 else if (!prev)
1166                         reclaim->generation = iter->generation;
1167         }
1168
1169 out_unlock:
1170         rcu_read_unlock();
1171 out:
1172         if (prev && prev != root)
1173                 css_put(&prev->css);
1174
1175         return memcg;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1180  * @root: hierarchy root
1181  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1182  */
1183 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1184                            struct mem_cgroup *prev)
1185 {
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188         if (prev && prev != root)
1189                 css_put(&prev->css);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1194  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1195  * be used for reference counting.
1196  */
1197 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1198         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1199              iter != NULL;                              \
1200              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1201
1202 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1203         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1204              iter != NULL;                              \
1205              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1206
1207 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1208 {
1209         struct mem_cgroup *memcg;
1210
1211         rcu_read_lock();
1212         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1213         if (unlikely(!memcg))
1214                 goto out;
1215
1216         switch (idx) {
1217         case PGFAULT:
1218                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1219                 break;
1220         case PGMAJFAULT:
1221                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1222                 break;
1223         default:
1224                 BUG();
1225         }
1226 out:
1227         rcu_read_unlock();
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1230
1231 /**
1232  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1233  * @zone: zone of the wanted lruvec
1234  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1235  *
1236  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1237  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1238  * is disabled.
1239  */
1240 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1241                                       struct mem_cgroup *memcg)
1242 {
1243         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1244         struct lruvec *lruvec;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled()) {
1247                 lruvec = &zone->lruvec;
1248                 goto out;
1249         }
1250
1251         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1252         lruvec = &mz->lruvec;
1253 out:
1254         /*
1255          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1256          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1257          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1258          */
1259         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1260                 lruvec->zone = zone;
1261         return lruvec;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1266  * @page: the page
1267  * @zone: zone of the page
1268  *
1269  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1270  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1271  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1272  */
1273 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1274 {
1275         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1276         struct mem_cgroup *memcg;
1277         struct lruvec *lruvec;
1278
1279         if (mem_cgroup_disabled()) {
1280                 lruvec = &zone->lruvec;
1281                 goto out;
1282         }
1283
1284         memcg = page->mem_cgroup;
1285         /*
1286          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1287          * possibly migrated - before they are charged.
1288          */
1289         if (!memcg)
1290                 memcg = root_mem_cgroup;
1291
1292         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1293         lruvec = &mz->lruvec;
1294 out:
1295         /*
1296          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1297          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1298          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1299          */
1300         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1301                 lruvec->zone = zone;
1302         return lruvec;
1303 }
1304
1305 /**
1306  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1307  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1308  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1309  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1310  *
1311  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1312  * lru list.
1313  */
1314 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1315                                 int nr_pages)
1316 {
1317         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1318         unsigned long *lru_size;
1319
1320         if (mem_cgroup_disabled())
1321                 return;
1322
1323         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1324         lru_size = mz->lru_size + lru;
1325         *lru_size += nr_pages;
1326         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1327 }
1328
1329 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1330 {
1331         if (root == memcg)
1332                 return true;
1333         if (!root->use_hierarchy)
1334                 return false;
1335         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1336 }
1337
1338 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         struct mem_cgroup *task_memcg;
1341         struct task_struct *p;
1342         bool ret;
1343
1344         p = find_lock_task_mm(task);
1345         if (p) {
1346                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1347                 task_unlock(p);
1348         } else {
1349                 /*
1350                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1351                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1352                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1353                  */
1354                 rcu_read_lock();
1355                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1356                 css_get(&task_memcg->css);
1357                 rcu_read_unlock();
1358         }
1359         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1360         css_put(&task_memcg->css);
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1365 {
1366         unsigned long inactive_ratio;
1367         unsigned long inactive;
1368         unsigned long active;
1369         unsigned long gb;
1370
1371         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1372         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1373
1374         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1375         if (gb)
1376                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1377         else
1378                 inactive_ratio = 1;
1379
1380         return inactive * inactive_ratio < active;
1381 }
1382
1383 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1384         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1385
1386 /**
1387  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1388  * @memcg: the memory cgroup
1389  *
1390  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1391  * pages.
1392  */
1393 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1394 {
1395         unsigned long margin = 0;
1396         unsigned long count;
1397         unsigned long limit;
1398
1399         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1400         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1401         if (count < limit)
1402                 margin = limit - count;
1403
1404         if (do_swap_account) {
1405                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1406                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1407                 if (count <= limit)
1408                         margin = min(margin, limit - count);
1409         }
1410
1411         return margin;
1412 }
1413
1414 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1415 {
1416         /* root ? */
1417         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1418                 return vm_swappiness;
1419
1420         return memcg->swappiness;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1425  *
1426  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1427  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1428  * caused by "move".
1429  */
1430 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         struct mem_cgroup *from;
1433         struct mem_cgroup *to;
1434         bool ret = false;
1435         /*
1436          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1437          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1438          */
1439         spin_lock(&mc.lock);
1440         from = mc.from;
1441         to = mc.to;
1442         if (!from)
1443                 goto unlock;
1444
1445         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1446                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1447 unlock:
1448         spin_unlock(&mc.lock);
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1455                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1456                         DEFINE_WAIT(wait);
1457                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1458                         /* moving charge context might have finished. */
1459                         if (mc.moving_task)
1460                                 schedule();
1461                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1462                         return true;
1463                 }
1464         }
1465         return false;
1466 }
1467
1468 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1469 /**
1470  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1471  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1472  * @p: Task that is going to be killed
1473  *
1474  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1475  * enabled
1476  */
1477 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1478 {
1479         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1480         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1481         struct mem_cgroup *iter;
1482         unsigned int i;
1483
1484         if (!p)
1485                 return;
1486
1487         mutex_lock(&oom_info_lock);
1488         rcu_read_lock();
1489
1490         pr_info("Task in ");
1491         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1492         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1493         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1494         pr_info("\n");
1495
1496         rcu_read_unlock();
1497
1498         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1499                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1500                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1501         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1502                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1503                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1504         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1505                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1506                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1507
1508         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1509                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1510                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1511                 pr_cont(":");
1512
1513                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1514                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1515                                 continue;
1516                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1517                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1518                 }
1519
1520                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1521                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1522                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1523
1524                 pr_cont("\n");
1525         }
1526         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1531  * 1(self count) if no children.
1532  */
1533 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1534 {
1535         int num = 0;
1536         struct mem_cgroup *iter;
1537
1538         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1539                 num++;
1540         return num;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1545  */
1546 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         unsigned long limit;
1549
1550         limit = memcg->memory.limit;
1551         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1552                 unsigned long memsw_limit;
1553
1554                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1555                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1556         }
1557         return limit;
1558 }
1559
1560 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1561                                      int order)
1562 {
1563         struct mem_cgroup *iter;
1564         unsigned long chosen_points = 0;
1565         unsigned long totalpages;
1566         unsigned int points = 0;
1567         struct task_struct *chosen = NULL;
1568
1569         /*
1570          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1571          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1572          * quickly exit and free its memory.
1573          */
1574         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1575                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1576                 return;
1577         }
1578
1579         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1580         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1581         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1582                 struct css_task_iter it;
1583                 struct task_struct *task;
1584
1585                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1586                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1587                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1588                                                         false)) {
1589                         case OOM_SCAN_SELECT:
1590                                 if (chosen)
1591                                         put_task_struct(chosen);
1592                                 chosen = task;
1593                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1594                                 get_task_struct(chosen);
1595                                 /* fall through */
1596                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1597                                 continue;
1598                         case OOM_SCAN_ABORT:
1599                                 css_task_iter_end(&it);
1600                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1601                                 if (chosen)
1602                                         put_task_struct(chosen);
1603                                 return;
1604                         case OOM_SCAN_OK:
1605                                 break;
1606                         };
1607                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1608                         if (!points || points < chosen_points)
1609                                 continue;
1610                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1611                         if (points == chosen_points &&
1612                             thread_group_leader(chosen))
1613                                 continue;
1614
1615                         if (chosen)
1616                                 put_task_struct(chosen);
1617                         chosen = task;
1618                         chosen_points = points;
1619                         get_task_struct(chosen);
1620                 }
1621                 css_task_iter_end(&it);
1622         }
1623
1624         if (!chosen)
1625                 return;
1626         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1627         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1628                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1629 }
1630
1631 /**
1632  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1633  * @memcg: the target memcg
1634  * @nid: the node ID to be checked.
1635  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1636  *
1637  * This function returns whether the specified memcg contains any
1638  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1639  * pages in the node.
1640  */
1641 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1642                 int nid, bool noswap)
1643 {
1644         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1645                 return true;
1646         if (noswap || !total_swap_pages)
1647                 return false;
1648         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1649                 return true;
1650         return false;
1651
1652 }
1653 #if MAX_NUMNODES > 1
1654
1655 /*
1656  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1657  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1658  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1659  *
1660  */
1661 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1662 {
1663         int nid;
1664         /*
1665          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1666          * pagein/pageout changes since the last update.
1667          */
1668         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1669                 return;
1670         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1671                 return;
1672
1673         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1674         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1675
1676         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1677
1678                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1679                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1680         }
1681
1682         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1683         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1688  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1689  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1690  *
1691  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1692  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1693  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1694  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1695  *
1696  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1697  */
1698 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1699 {
1700         int node;
1701
1702         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1703         node = memcg->last_scanned_node;
1704
1705         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1706         if (node == MAX_NUMNODES)
1707                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1708         /*
1709          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1710          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1711          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1712          * we use curret node.
1713          */
1714         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1715                 node = numa_node_id();
1716
1717         memcg->last_scanned_node = node;
1718         return node;
1719 }
1720 #else
1721 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1722 {
1723         return 0;
1724 }
1725 #endif
1726
1727 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1728                                    struct zone *zone,
1729                                    gfp_t gfp_mask,
1730                                    unsigned long *total_scanned)
1731 {
1732         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1733         int total = 0;
1734         int loop = 0;
1735         unsigned long excess;
1736         unsigned long nr_scanned;
1737         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1738                 .zone = zone,
1739                 .priority = 0,
1740         };
1741
1742         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1743
1744         while (1) {
1745                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1746                 if (!victim) {
1747                         loop++;
1748                         if (loop >= 2) {
1749                                 /*
1750                                  * If we have not been able to reclaim
1751                                  * anything, it might because there are
1752                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1753                                  */
1754                                 if (!total)
1755                                         break;
1756                                 /*
1757                                  * We want to do more targeted reclaim.
1758                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1759                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1760                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1761                                  */
1762                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1763                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1764                                         break;
1765                         }
1766                         continue;
1767                 }
1768                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1769                                                      zone, &nr_scanned);
1770                 *total_scanned += nr_scanned;
1771                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1772                         break;
1773         }
1774         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1775         return total;
1776 }
1777
1778 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1779 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1780         .name = "memcg_oom_lock",
1781 };
1782 #endif
1783
1784 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1785
1786 /*
1787  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1788  * If someone is running, return false.
1789  */
1790 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1791 {
1792         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1793
1794         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1795
1796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1797                 if (iter->oom_lock) {
1798                         /*
1799                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1800                          * so we cannot give a lock.
1801                          */
1802                         failed = iter;
1803                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1804                         break;
1805                 } else
1806                         iter->oom_lock = true;
1807         }
1808
1809         if (failed) {
1810                 /*
1811                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1812                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1813                  */
1814                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1815                         if (iter == failed) {
1816                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1817                                 break;
1818                         }
1819                         iter->oom_lock = false;
1820                 }
1821         } else
1822                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1823
1824         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1825
1826         return !failed;
1827 }
1828
1829 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1830 {
1831         struct mem_cgroup *iter;
1832
1833         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1834         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1835         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1836                 iter->oom_lock = false;
1837         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1838 }
1839
1840 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         struct mem_cgroup *iter;
1843
1844         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1845                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1846 }
1847
1848 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1849 {
1850         struct mem_cgroup *iter;
1851
1852         /*
1853          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1854          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1855          * atomic_add_unless() here.
1856          */
1857         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1858                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1859 }
1860
1861 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1862
1863 struct oom_wait_info {
1864         struct mem_cgroup *memcg;
1865         wait_queue_t    wait;
1866 };
1867
1868 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1869         unsigned mode, int sync, void *arg)
1870 {
1871         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1872         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1873         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1874
1875         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1876         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1877
1878         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1879             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1880                 return 0;
1881         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1882 }
1883
1884 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1885 {
1886         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1887         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1888         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1889 }
1890
1891 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1892 {
1893         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1894                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1895 }
1896
1897 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1898 {
1899         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1900                 return;
1901         /*
1902          * We are in the middle of the charge context here, so we
1903          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1904          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1905          *
1906          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1907          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1908          * invocation might not even be necessary.
1909          *
1910          * That's why we don't do anything here except remember the
1911          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1912          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1913          * and when we know whether the fault was overall successful.
1914          */
1915         css_get(&memcg->css);
1916         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1917         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1918         current->memcg_oom.order = order;
1919 }
1920
1921 /**
1922  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1923  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1924  *
1925  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1926  * handler was enabled.
1927  *
1928  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1929  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1930  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1931  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1932  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1933  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1934  *
1935  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1936  * completed, %false otherwise.
1937  */
1938 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1939 {
1940         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1941         struct oom_wait_info owait;
1942         bool locked;
1943
1944         /* OOM is global, do not handle */
1945         if (!memcg)
1946                 return false;
1947
1948         if (!handle)
1949                 goto cleanup;
1950
1951         owait.memcg = memcg;
1952         owait.wait.flags = 0;
1953         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1954         owait.wait.private = current;
1955         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1956
1957         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1958         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1959
1960         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1961
1962         if (locked)
1963                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1964
1965         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1966                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1967                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1968                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1969                                          current->memcg_oom.order);
1970         } else {
1971                 schedule();
1972                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1973                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1974         }
1975
1976         if (locked) {
1977                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1978                 /*
1979                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1980                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1981                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1982                  */
1983                 memcg_oom_recover(memcg);
1984         }
1985 cleanup:
1986         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1987         css_put(&memcg->css);
1988         return true;
1989 }
1990
1991 /**
1992  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1993  * @page: page that is going to change accounted state
1994  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
1995  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
1996  *
1997  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1998  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1999  * being moved to another memcg:
2000  *
2001  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2002  *   if (TestClearPageState(page))
2003  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2004  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2005  *
2006  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2007  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2008  * because page moving starts with an RCU grace period.
2009  *
2010  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2011  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2012  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2013  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2014  * account transaction might be complete.
2015  */
2016 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2017                                               bool *locked,
2018                                               unsigned long *flags)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *memcg;
2021
2022         rcu_read_lock();
2023
2024         if (mem_cgroup_disabled())
2025                 return NULL;
2026 again:
2027         memcg = page->mem_cgroup;
2028         if (unlikely(!memcg))
2029                 return NULL;
2030
2031         *locked = false;
2032         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2033                 return memcg;
2034
2035         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
2036         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2037                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2038                 goto again;
2039         }
2040         *locked = true;
2041
2042         return memcg;
2043 }
2044
2045 /**
2046  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2047  * @memcg: the memcg that was accounted against
2048  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2049  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2050  */
2051 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool *locked,
2052                               unsigned long *flags)
2053 {
2054         if (memcg && *locked)
2055                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2056
2057         rcu_read_unlock();
2058 }
2059
2060 /**
2061  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2062  * @memcg: memcg to account against
2063  * @idx: page state item to account
2064  * @val: number of pages (positive or negative)
2065  *
2066  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2067  */
2068 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2069                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2070 {
2071         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2072
2073         if (memcg)
2074                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2079  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2080  */
2081 #define CHARGE_BATCH    32U
2082 struct memcg_stock_pcp {
2083         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2084         unsigned int nr_pages;
2085         struct work_struct work;
2086         unsigned long flags;
2087 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2088 };
2089 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2090 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2091
2092 /**
2093  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2094  * @memcg: memcg to consume from.
2095  * @nr_pages: how many pages to charge.
2096  *
2097  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2098  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2099  * service an allocation will refill the stock.
2100  *
2101  * returns true if successful, false otherwise.
2102  */
2103 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2104 {
2105         struct memcg_stock_pcp *stock;
2106         bool ret = false;
2107
2108         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2109                 return ret;
2110
2111         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2112         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2113                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2114                 ret = true;
2115         }
2116         put_cpu_var(memcg_stock);
2117         return ret;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2122  */
2123 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2124 {
2125         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2126
2127         if (stock->nr_pages) {
2128                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2129                 if (do_swap_account)
2130                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2131                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2132                 stock->nr_pages = 0;
2133         }
2134         stock->cached = NULL;
2135 }
2136
2137 /*
2138  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2139  * a thread which is pinned to local cpu.
2140  */
2141 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2142 {
2143         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2144         drain_stock(stock);
2145         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2146 }
2147
2148 static void __init memcg_stock_init(void)
2149 {
2150         int cpu;
2151
2152         for_each_possible_cpu(cpu) {
2153                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2154                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2155                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2156         }
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2161  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2162  */
2163 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2164 {
2165         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2166
2167         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2168                 drain_stock(stock);
2169                 stock->cached = memcg;
2170         }
2171         stock->nr_pages += nr_pages;
2172         put_cpu_var(memcg_stock);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2177  * of the hierarchy under it.
2178  */
2179 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2180 {
2181         int cpu, curcpu;
2182
2183         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2184         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2185                 return;
2186         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2187         get_online_cpus();
2188         curcpu = get_cpu();
2189         for_each_online_cpu(cpu) {
2190                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2191                 struct mem_cgroup *memcg;
2192
2193                 memcg = stock->cached;
2194                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2195                         continue;
2196                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2197                         continue;
2198                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2199                         if (cpu == curcpu)
2200                                 drain_local_stock(&stock->work);
2201                         else
2202                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2203                 }
2204         }
2205         put_cpu();
2206         put_online_cpus();
2207         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2212  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2213  */
2214 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2215 {
2216         int i;
2217
2218         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2219         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2220                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2221
2222                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2223                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2224         }
2225         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2226                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2227
2228                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2229                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2230         }
2231         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2232 }
2233
2234 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2235                                         unsigned long action,
2236                                         void *hcpu)
2237 {
2238         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2239         struct memcg_stock_pcp *stock;
2240         struct mem_cgroup *iter;
2241
2242         if (action == CPU_ONLINE)
2243                 return NOTIFY_OK;
2244
2245         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2246                 return NOTIFY_OK;
2247
2248         for_each_mem_cgroup(iter)
2249                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2250
2251         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2252         drain_stock(stock);
2253         return NOTIFY_OK;
2254 }
2255
2256 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2257                       unsigned int nr_pages)
2258 {
2259         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2260         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2261         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2262         struct page_counter *counter;
2263         unsigned long nr_reclaimed;
2264         bool may_swap = true;
2265         bool drained = false;
2266         int ret = 0;
2267
2268         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2269                 goto done;
2270 retry:
2271         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2272                 goto done;
2273
2274         if (!do_swap_account ||
2275             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2276                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2277                         goto done_restock;
2278                 if (do_swap_account)
2279                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2280                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2281         } else {
2282                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2283                 may_swap = false;
2284         }
2285
2286         if (batch > nr_pages) {
2287                 batch = nr_pages;
2288                 goto retry;
2289         }
2290
2291         /*
2292          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2293          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2294          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2295          * free their memory.
2296          */
2297         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2298                      fatal_signal_pending(current) ||
2299                      current->flags & PF_EXITING))
2300                 goto bypass;
2301
2302         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2303                 goto nomem;
2304
2305         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2306                 goto nomem;
2307
2308         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2309                                                     gfp_mask, may_swap);
2310
2311         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2312                 goto retry;
2313
2314         if (!drained) {
2315                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2316                 drained = true;
2317                 goto retry;
2318         }
2319
2320         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2321                 goto nomem;
2322         /*
2323          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2324          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2325          * before killing the task.
2326          *
2327          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2328          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2329          * to regular pages anyway in case of failure.
2330          */
2331         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2332                 goto retry;
2333         /*
2334          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2335          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2336          */
2337         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2338                 goto retry;
2339
2340         if (nr_retries--)
2341                 goto retry;
2342
2343         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2344                 goto bypass;
2345
2346         if (fatal_signal_pending(current))
2347                 goto bypass;
2348
2349         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2350 nomem:
2351         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2352                 return -ENOMEM;
2353 bypass:
2354         return -EINTR;
2355
2356 done_restock:
2357         css_get_many(&memcg->css, batch);
2358         if (batch > nr_pages)
2359                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2360 done:
2361         return ret;
2362 }
2363
2364 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2365 {
2366         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2367                 return;
2368
2369         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2370         if (do_swap_account)
2371                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2372
2373         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2374 }
2375
2376 /*
2377  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2378  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2379  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2380  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2381  */
2382 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2383 {
2384         /* ID 0 is unused ID */
2385         if (!id)
2386                 return NULL;
2387         return mem_cgroup_from_id(id);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2392  * @page: the page
2393  *
2394  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2395  *
2396  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2397  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2398  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2399  */
2400 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2401 {
2402         struct mem_cgroup *memcg;
2403         unsigned short id;
2404         swp_entry_t ent;
2405
2406         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2407
2408         memcg = page->mem_cgroup;
2409         if (memcg) {
2410                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2411                         memcg = NULL;
2412         } else if (PageSwapCache(page)) {
2413                 ent.val = page_private(page);
2414                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2415                 rcu_read_lock();
2416                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2417                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2418                         memcg = NULL;
2419                 rcu_read_unlock();
2420         }
2421         return memcg;
2422 }
2423
2424 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2425 {
2426         struct zone *zone = page_zone(page);
2427
2428         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2429         if (PageLRU(page)) {
2430                 struct lruvec *lruvec;
2431
2432                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2433                 ClearPageLRU(page);
2434                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2435                 *isolated = 1;
2436         } else
2437                 *isolated = 0;
2438 }
2439
2440 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2441 {
2442         struct zone *zone = page_zone(page);
2443
2444         if (isolated) {
2445                 struct lruvec *lruvec;
2446
2447                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2448                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2449                 SetPageLRU(page);
2450                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2451         }
2452         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2453 }
2454
2455 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2456                           bool lrucare)
2457 {
2458         int isolated;
2459
2460         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2461
2462         /*
2463          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2464          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2465          */
2466         if (lrucare)
2467                 lock_page_lru(page, &isolated);
2468
2469         /*
2470          * Nobody should be changing or seriously looking at
2471          * page->mem_cgroup at this point:
2472          *
2473          * - the page is uncharged
2474          *
2475          * - the page is off-LRU
2476          *
2477          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2478          *   a locked page table
2479          *
2480          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2481          *   have the page locked
2482          */
2483         page->mem_cgroup = memcg;
2484
2485         if (lrucare)
2486                 unlock_page_lru(page, isolated);
2487 }
2488
2489 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2490 /*
2491  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2492  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2493  */
2494 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2495
2496 /*
2497  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2498  * in the memcg_cache_params struct.
2499  */
2500 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2501 {
2502         struct kmem_cache *cachep;
2503
2504         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2505         cachep = p->root_cache;
2506         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2507 }
2508
2509 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2510                              unsigned long nr_pages)
2511 {
2512         struct page_counter *counter;
2513         int ret = 0;
2514
2515         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2516         if (ret < 0)
2517                 return ret;
2518
2519         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2520         if (ret == -EINTR)  {
2521                 /*
2522                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2523                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2524                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2525                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2526                  * perspective, the cache has already been selected, by
2527                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2528                  * our minds.
2529                  *
2530                  * This condition will only trigger if the task entered
2531                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2532                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2533                  * when the allocation triggers should have been already
2534                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2535                  */
2536                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2537                 if (do_swap_account)
2538                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2539                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2540                 ret = 0;
2541         } else if (ret)
2542                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2543
2544         return ret;
2545 }
2546
2547 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2548                                 unsigned long nr_pages)
2549 {
2550         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2551         if (do_swap_account)
2552                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2553
2554         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2555
2556         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2561  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2562  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2563  */
2564 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2565 {
2566         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2567 }
2568
2569 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2570 {
2571         int id, size;
2572         int err;
2573
2574         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2575                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2576         if (id < 0)
2577                 return id;
2578
2579         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2580                 return id;
2581
2582         /*
2583          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2584          * so we have to grow them.
2585          */
2586
2587         size = 2 * (id + 1);
2588         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2589                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2590         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2591                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2592
2593         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2594         err = memcg_update_all_caches(size);
2595         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2596
2597         if (err) {
2598                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2599                 return err;
2600         }
2601         return id;
2602 }
2603
2604 static void memcg_free_cache_id(int id)
2605 {
2606         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2607 }
2608
2609 /*
2610  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2611  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2612  * calling this.
2613  */
2614 void memcg_update_array_size(int num)
2615 {
2616         memcg_limited_groups_array_size = num;
2617 }
2618
2619 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2620                                  struct kmem_cache *root_cache)
2621 {
2622         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2623                                                      memcg_slab_mutex */
2624         struct kmem_cache *cachep;
2625         int id;
2626
2627         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2628
2629         id = memcg_cache_id(memcg);
2630
2631         /*
2632          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2633          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2634          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2635          */
2636         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2637                 return;
2638
2639         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2640         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2641         /*
2642          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2643          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2644          * cache.
2645          */
2646         if (!cachep)
2647                 return;
2648
2649         css_get(&memcg->css);
2650         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2651
2652         /*
2653          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2654          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2655          * initialized.
2656          */
2657         smp_wmb();
2658
2659         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2660         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2661 }
2662
2663 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2664 {
2665         struct kmem_cache *root_cache;
2666         struct mem_cgroup *memcg;
2667         int id;
2668
2669         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2670
2671         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2672
2673         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2674         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2675         id = memcg_cache_id(memcg);
2676
2677         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2678         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2679
2680         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2681
2682         kmem_cache_destroy(cachep);
2683
2684         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2685         css_put(&memcg->css);
2686 }
2687
2688 /*
2689  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2690  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2691  * enqueing new caches to be created.
2692  *
2693  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2694  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2695  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2696  * objects during debug.
2697  *
2698  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2699  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2700  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2701  * cache again, failing at the same point.
2702  *
2703  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2704  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2705  * inside the following two functions.
2706  */
2707 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2708 {
2709         VM_BUG_ON(!current->mm);
2710         current->memcg_kmem_skip_account++;
2711 }
2712
2713 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2714 {
2715         VM_BUG_ON(!current->mm);
2716         current->memcg_kmem_skip_account--;
2717 }
2718
2719 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2720 {
2721         struct kmem_cache *c;
2722         int i, failed = 0;
2723
2724         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2725         for_each_memcg_cache_index(i) {
2726                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2727                 if (!c)
2728                         continue;
2729
2730                 memcg_unregister_cache(c);
2731
2732                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2733                         failed++;
2734         }
2735         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2736         return failed;
2737 }
2738
2739 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2740 {
2741         struct kmem_cache *cachep;
2742         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2743
2744         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2745                 return;
2746
2747         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2748         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2749                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2750                 kmem_cache_shrink(cachep);
2751                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2752                         memcg_unregister_cache(cachep);
2753         }
2754         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2755 }
2756
2757 struct memcg_register_cache_work {
2758         struct mem_cgroup *memcg;
2759         struct kmem_cache *cachep;
2760         struct work_struct work;
2761 };
2762
2763 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2764 {
2765         struct memcg_register_cache_work *cw =
2766                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2767         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2768         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2769
2770         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2771         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2772         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2773
2774         css_put(&memcg->css);
2775         kfree(cw);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2780  */
2781 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2782                                             struct kmem_cache *cachep)
2783 {
2784         struct memcg_register_cache_work *cw;
2785
2786         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2787         if (cw == NULL) {
2788                 css_put(&memcg->css);
2789                 return;
2790         }
2791
2792         cw->memcg = memcg;
2793         cw->cachep = cachep;
2794
2795         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
2796         schedule_work(&cw->work);
2797 }
2798
2799 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2800                                           struct kmem_cache *cachep)
2801 {
2802         /*
2803          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2804          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2805          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
2806          *
2807          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2808          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2809          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2810          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2811          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2812          */
2813         memcg_stop_kmem_account();
2814         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2815         memcg_resume_kmem_account();
2816 }
2817
2818 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
2819 {
2820         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2821         int res;
2822
2823         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
2824         if (!res)
2825                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2826         return res;
2827 }
2828
2829 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
2830 {
2831         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2832
2833         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
2834         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2839  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2840  *
2841  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2842  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2843  * in a workqueue.
2844  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2845  * the original cache.
2846  *
2847  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2848  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2849  */
2850 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
2851                                           gfp_t gfp)
2852 {
2853         struct mem_cgroup *memcg;
2854         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2855
2856         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
2857         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
2858
2859         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
2860                 return cachep;
2861
2862         rcu_read_lock();
2863         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
2864
2865         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2866                 goto out;
2867
2868         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
2869         if (likely(memcg_cachep)) {
2870                 cachep = memcg_cachep;
2871                 goto out;
2872         }
2873
2874         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
2875         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2876                 goto out;
2877         rcu_read_unlock();
2878
2879         /*
2880          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2881          * context), we could be be predictable and return right away.
2882          * This would guarantee that the allocation being performed
2883          * already belongs in the new cache.
2884          *
2885          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2886          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2887          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2888          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2889          * defer everything.
2890          */
2891         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2892         return cachep;
2893 out:
2894         rcu_read_unlock();
2895         return cachep;
2896 }
2897
2898 /*
2899  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2900  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2901  * need a further commit step to do the final arrangements.
2902  *
2903  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2904  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2905  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2906  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2907  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2908  * the compiled-out case as well.
2909  *
2910  * Returning true means the allocation is possible.
2911  */
2912 bool
2913 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2914 {
2915         struct mem_cgroup *memcg;
2916         int ret;
2917
2918         *_memcg = NULL;
2919
2920         /*
2921          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
2922          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
2923          * check here, since direct calls to the page allocator that are
2924          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
2925          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
2926          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
2927          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
2928          * altogether.
2929          *
2930          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
2931          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
2932          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
2933          * the SLUB allocator:
2934          *
2935          *      memcg_stop_kmem_account();
2936          *      kmalloc(<large_number>)
2937          *      memcg_resume_kmem_account();
2938          *
2939          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
2940          * since it will drive us directly to this function without passing
2941          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
2942          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
2943          * cache arrays. We bring this test here.
2944          */
2945         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
2946                 return true;
2947
2948         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2949
2950         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2951                 css_put(&memcg->css);
2952                 return true;
2953         }
2954
2955         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2956         if (!ret)
2957                 *_memcg = memcg;
2958
2959         css_put(&memcg->css);
2960         return (ret == 0);
2961 }
2962
2963 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2964                               int order)
2965 {
2966         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2967
2968         /* The page allocation failed. Revert */
2969         if (!page) {
2970                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2971                 return;
2972         }
2973         page->mem_cgroup = memcg;
2974 }
2975
2976 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2979
2980         if (!memcg)
2981                 return;
2982
2983         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2984
2985         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2986         page->mem_cgroup = NULL;
2987 }
2988 #else
2989 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2990 {
2991 }
2992 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2993
2994 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2995
2996 /*
2997  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2998  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2999  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3000  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3001  */
3002 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3003 {
3004         int i;
3005
3006         if (mem_cgroup_disabled())
3007                 return;
3008
3009         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3010                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3011
3012         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3013                        HPAGE_PMD_NR);
3014 }
3015 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3016
3017 /**
3018  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3019  * @page: the page
3020  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3021  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3022  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3023  *
3024  * The caller must confirm following.
3025  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3026  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3027  *
3028  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3029  * from old cgroup.
3030  */
3031 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3032                                    unsigned int nr_pages,
3033                                    struct mem_cgroup *from,
3034                                    struct mem_cgroup *to)
3035 {
3036         unsigned long flags;
3037         int ret;
3038
3039         VM_BUG_ON(from == to);
3040         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3041         /*
3042          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3043          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3044          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3045          * hold it.
3046          */
3047         ret = -EBUSY;
3048         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3049                 goto out;
3050
3051         /*
3052          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
3053          * of its source page while we change it: page migration takes
3054          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3055          */
3056         if (!trylock_page(page))
3057                 goto out;
3058
3059         ret = -EINVAL;
3060         if (page->mem_cgroup != from)
3061                 goto out_unlock;
3062
3063         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
3064
3065         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3066                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3067                                nr_pages);
3068                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3069                                nr_pages);
3070         }
3071
3072         if (PageWriteback(page)) {
3073                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3074                                nr_pages);
3075                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3076                                nr_pages);
3077         }
3078
3079         /*
3080          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
3081          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3082          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3083          */
3084
3085         /* caller should have done css_get */
3086         page->mem_cgroup = to;
3087         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
3088
3089         ret = 0;
3090
3091         local_irq_disable();
3092         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3093         memcg_check_events(to, page);
3094         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3095         memcg_check_events(from, page);
3096         local_irq_enable();
3097 out_unlock:
3098         unlock_page(page);
3099 out:
3100         return ret;
3101 }
3102
3103 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3104 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3105                                          bool charge)
3106 {
3107         int val = (charge) ? 1 : -1;
3108         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3109 }
3110
3111 /**
3112  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3113  * @entry: swap entry to be moved
3114  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3115  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3116  *
3117  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3118  * as the mem_cgroup's id of @from.
3119  *
3120  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3121  *
3122  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3123  * both res and memsw, and called css_get().
3124  */
3125 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3126                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3127 {
3128         unsigned short old_id, new_id;
3129
3130         old_id = mem_cgroup_id(from);
3131         new_id = mem_cgroup_id(to);
3132
3133         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3134                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3135                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3136                 /*
3137                  * This function is only called from task migration context now.
3138                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3139                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3140                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3141                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3142                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3143                  *
3144                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3145                  * alive, so we can just call css_get().
3146                  */
3147                 css_get(&to->css);
3148                 return 0;
3149         }
3150         return -EINVAL;
3151 }
3152 #else
3153 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3154                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3155 {
3156         return -EINVAL;
3157 }
3158 #endif
3159
3160 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3161
3162 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3163                                    unsigned long limit)
3164 {
3165         unsigned long curusage;
3166         unsigned long oldusage;
3167         bool enlarge = false;
3168         int retry_count;
3169         int ret;
3170
3171         /*
3172          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3173          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3174          * of # of children which we should visit in this loop.
3175          */
3176         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3177                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3178
3179         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3180
3181         do {
3182                 if (signal_pending(current)) {
3183                         ret = -EINTR;
3184                         break;
3185                 }
3186
3187                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3188                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3189                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3190                         ret = -EINVAL;
3191                         break;
3192                 }
3193                 if (limit > memcg->memory.limit)
3194                         enlarge = true;
3195                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3196                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3197
3198                 if (!ret)
3199                         break;
3200
3201                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3202
3203                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3204                 /* Usage is reduced ? */
3205                 if (curusage >= oldusage)
3206                         retry_count--;
3207                 else
3208                         oldusage = curusage;
3209         } while (retry_count);
3210
3211         if (!ret && enlarge)
3212                 memcg_oom_recover(memcg);
3213
3214         return ret;
3215 }
3216
3217 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3218                                          unsigned long limit)
3219 {
3220         unsigned long curusage;
3221         unsigned long oldusage;
3222         bool enlarge = false;
3223         int retry_count;
3224         int ret;
3225
3226         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3227         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3228                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3229
3230         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3231
3232         do {
3233                 if (signal_pending(current)) {
3234                         ret = -EINTR;
3235                         break;
3236                 }
3237
3238                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3239                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3240                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3241                         ret = -EINVAL;
3242                         break;
3243                 }
3244                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3245                         enlarge = true;
3246                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3247                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3248
3249                 if (!ret)
3250                         break;
3251
3252                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3253
3254                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3255                 /* Usage is reduced ? */
3256                 if (curusage >= oldusage)
3257                         retry_count--;
3258                 else
3259                         oldusage = curusage;
3260         } while (retry_count);
3261
3262         if (!ret && enlarge)
3263                 memcg_oom_recover(memcg);
3264
3265         return ret;
3266 }
3267
3268 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3269                                             gfp_t gfp_mask,
3270                                             unsigned long *total_scanned)
3271 {
3272         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3273         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3274         unsigned long reclaimed;
3275         int loop = 0;
3276         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3277         unsigned long excess;
3278         unsigned long nr_scanned;
3279
3280         if (order > 0)
3281                 return 0;
3282
3283         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3284         /*
3285          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3286          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3287          * pressure
3288          */
3289         do {
3290                 if (next_mz)
3291                         mz = next_mz;
3292                 else
3293                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3294                 if (!mz)
3295                         break;
3296
3297                 nr_scanned = 0;
3298                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3299                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3300                 nr_reclaimed += reclaimed;
3301                 *total_scanned += nr_scanned;
3302                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3303                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3304
3305                 /*
3306                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3307                  * it is time to move on to the next cgroup
3308                  */
3309                 next_mz = NULL;
3310                 if (!reclaimed)
3311                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3312
3313                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3314                 /*
3315                  * One school of thought says that we should not add
3316                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3317                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3318                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3319                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3320                  * term TODO.
3321                  */
3322                 /* If excess == 0, no tree ops */
3323                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3324                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3325                 css_put(&mz->memcg->css);
3326                 loop++;
3327                 /*
3328                  * Could not reclaim anything and there are no more
3329                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3330                  * reclaiming anything.
3331                  */
3332                 if (!nr_reclaimed &&
3333                         (next_mz == NULL ||
3334                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3335                         break;
3336         } while (!nr_reclaimed);
3337         if (next_mz)
3338                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3339         return nr_reclaimed;
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3344  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3345  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3346  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3347  */
3348 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3349 {
3350         bool ret;
3351
3352         /*
3353          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3354          * it prevents a new child from being initialized based on this
3355          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3356          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3357          */
3358         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3359
3360         rcu_read_lock();
3361         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3362         rcu_read_unlock();
3363         return ret;
3364 }
3365
3366 /*
3367  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3368  * the rest to the parent.
3369  *
3370  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3371  */
3372 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3373 {
3374         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3375
3376         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3377         lru_add_drain_all();
3378         /* try to free all pages in this cgroup */
3379         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3380                 int progress;
3381
3382                 if (signal_pending(current))
3383                         return -EINTR;
3384
3385                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3386                                                         GFP_KERNEL, true);
3387                 if (!progress) {
3388                         nr_retries--;
3389                         /* maybe some writeback is necessary */
3390                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3391                 }
3392
3393         }
3394
3395         return 0;
3396 }
3397
3398 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3399                                             char *buf, size_t nbytes,
3400                                             loff_t off)
3401 {
3402         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3403
3404         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3405                 return -EINVAL;
3406         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3407 }
3408
3409 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3410                                      struct cftype *cft)
3411 {
3412         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3413 }
3414
3415 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3416                                       struct cftype *cft, u64 val)
3417 {
3418         int retval = 0;
3419         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3420         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3421
3422         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3423
3424         if (memcg->use_hierarchy == val)
3425                 goto out;
3426
3427         /*
3428          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3429          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3430          * occur, provided the current cgroup has no children.
3431          *
3432          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3433          * set if there are no children.
3434          */
3435         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3436                                 (val == 1 || val == 0)) {
3437                 if (!memcg_has_children(memcg))
3438                         memcg->use_hierarchy = val;
3439                 else
3440                         retval = -EBUSY;
3441         } else
3442                 retval = -EINVAL;
3443
3444 out:
3445         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3446
3447         return retval;
3448 }
3449
3450 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3451                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3452 {
3453         struct mem_cgroup *iter;
3454         long val = 0;
3455
3456         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3457         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3458                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3459
3460         if (val < 0) /* race ? */
3461                 val = 0;
3462         return val;
3463 }
3464
3465 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3466 {
3467         u64 val;
3468
3469         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3470                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3471                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3472                 if (swap)
3473                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3474         } else {
3475                 if (!swap)
3476                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3477                 else
3478                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3479         }
3480         return val << PAGE_SHIFT;
3481 }
3482
3483 enum {
3484         RES_USAGE,
3485         RES_LIMIT,
3486         RES_MAX_USAGE,
3487         RES_FAILCNT,
3488         RES_SOFT_LIMIT,
3489 };
3490
3491 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3492                                struct cftype *cft)
3493 {
3494         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3495         struct page_counter *counter;
3496
3497         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3498         case _MEM:
3499                 counter = &memcg->memory;
3500                 break;
3501         case _MEMSWAP:
3502                 counter = &memcg->memsw;
3503                 break;
3504         case _KMEM:
3505                 counter = &memcg->kmem;
3506                 break;
3507         default:
3508                 BUG();
3509         }
3510
3511         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3512         case RES_USAGE:
3513                 if (counter == &memcg->memory)
3514                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3515                 if (counter == &memcg->memsw)
3516                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3517                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3518         case RES_LIMIT:
3519                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3520         case RES_MAX_USAGE:
3521                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3522         case RES_FAILCNT:
3523                 return counter->failcnt;
3524         case RES_SOFT_LIMIT:
3525                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3526         default:
3527                 BUG();
3528         }
3529 }
3530
3531 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3532 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3533                                unsigned long nr_pages)
3534 {
3535         int err = 0;
3536         int memcg_id;
3537
3538         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3539                 return 0;
3540
3541         /*
3542          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
3543          * cgroups so let's stop accounting here.
3544          */
3545         memcg_stop_kmem_account();
3546
3547         /*
3548          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3549          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3550          * already joined.
3551          *
3552          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3553          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3554          * place, which makes the value quite meaningless.
3555          *
3556          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3557          * of course permitted.
3558          */
3559         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3560         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3561             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3562                 err = -EBUSY;
3563         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3564         if (err)
3565                 goto out;
3566
3567         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3568         if (memcg_id < 0) {
3569                 err = memcg_id;
3570                 goto out;
3571         }
3572
3573         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3574         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3575
3576         /*
3577          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
3578          * active bit set yet, so this should succeed.
3579          */
3580         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3581         VM_BUG_ON(err);
3582
3583         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3584         /*
3585          * Setting the active bit after enabling static branching will
3586          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3587          * patched.
3588          */
3589         memcg_kmem_set_active(memcg);
3590 out:
3591         memcg_resume_kmem_account();
3592         return err;
3593 }
3594
3595 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3596                                    unsigned long limit)
3597 {
3598         int ret;
3599
3600         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3601         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3602                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3603         else
3604                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3605         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3606         return ret;
3607 }
3608
3609 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3610 {
3611         int ret = 0;
3612         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3613
3614         if (!parent)
3615                 return 0;
3616
3617         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3618         /*
3619          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3620          * after this point, because it has at least one child already.
3621          */
3622         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3623                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3624         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3625         return ret;
3626 }
3627 #else
3628 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3629                                    unsigned long limit)
3630 {
3631         return -EINVAL;
3632 }
3633 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3634
3635 /*
3636  * The user of this function is...
3637  * RES_LIMIT.
3638  */
3639 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3640                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3641 {
3642         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3643         unsigned long nr_pages;
3644         int ret;
3645
3646         buf = strstrip(buf);
3647         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3648         if (ret)
3649                 return ret;
3650
3651         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3652         case RES_LIMIT:
3653                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3654                         ret = -EINVAL;
3655                         break;
3656                 }
3657                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3658                 case _MEM:
3659                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3660                         break;
3661                 case _MEMSWAP:
3662                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3663                         break;
3664                 case _KMEM:
3665                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3666                         break;
3667                 }
3668                 break;
3669         case RES_SOFT_LIMIT:
3670                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3671                 ret = 0;
3672                 break;
3673         }
3674         return ret ?: nbytes;
3675 }
3676
3677 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3678                                 size_t nbytes, loff_t off)
3679 {
3680         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3681         struct page_counter *counter;
3682
3683         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3684         case _MEM:
3685                 counter = &memcg->memory;
3686                 break;
3687         case _MEMSWAP:
3688                 counter = &memcg->memsw;
3689                 break;
3690         case _KMEM:
3691                 counter = &memcg->kmem;
3692                 break;
3693         default:
3694                 BUG();
3695         }
3696
3697         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3698         case RES_MAX_USAGE:
3699                 page_counter_reset_watermark(counter);
3700                 break;
3701         case RES_FAILCNT:
3702                 counter->failcnt = 0;
3703                 break;
3704         default:
3705                 BUG();
3706         }
3707
3708         return nbytes;
3709 }
3710
3711 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3712                                         struct cftype *cft)
3713 {
3714         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3715 }
3716
3717 #ifdef CONFIG_MMU
3718 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3719                                         struct cftype *cft, u64 val)
3720 {
3721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3722
3723         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3724                 return -EINVAL;
3725
3726         /*
3727          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3728          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3729          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3730          * affect task migrations starting after the change.
3731          */
3732         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3733         return 0;
3734 }
3735 #else
3736 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3737                                         struct cftype *cft, u64 val)
3738 {
3739         return -ENOSYS;
3740 }
3741 #endif
3742
3743 #ifdef CONFIG_NUMA
3744 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3745 {
3746         struct numa_stat {
3747                 const char *name;
3748                 unsigned int lru_mask;
3749         };
3750
3751         static const struct numa_stat stats[] = {
3752                 { "total", LRU_ALL },
3753                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3754                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3755                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3756         };
3757         const struct numa_stat *stat;
3758         int nid;
3759         unsigned long nr;
3760         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3761
3762         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3763                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3764                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3765                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3766                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3767                                                           stat->lru_mask);
3768                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3769                 }
3770                 seq_putc(m, '\n');
3771         }
3772
3773         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3774                 struct mem_cgroup *iter;
3775
3776                 nr = 0;
3777                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3778                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3779                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3780                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3781                         nr = 0;
3782                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3783                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3784                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3785                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3786                 }
3787                 seq_putc(m, '\n');
3788         }
3789
3790         return 0;
3791 }
3792 #endif /* CONFIG_NUMA */
3793
3794 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
3795 {
3796         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3797 }
3798
3799 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3800 {
3801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3802         unsigned long memory, memsw;
3803         struct mem_cgroup *mi;
3804         unsigned int i;
3805
3806         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3807                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3808                         continue;
3809                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3810                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3811         }
3812
3813         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3814                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3815                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3816
3817         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3818                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3819                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3820
3821         /* Hierarchical information */
3822         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3823         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3824                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3825                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3826         }
3827         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3828                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3829         if (do_swap_account)
3830                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3831                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3832
3833         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3834                 long long val = 0;
3835
3836                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3837                         continue;
3838                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3839                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3840                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3841         }
3842
3843         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3844                 unsigned long long val = 0;
3845
3846                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3847                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3848                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3849                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3850         }
3851
3852         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3853                 unsigned long long val = 0;
3854
3855                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3856                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3857                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3858         }
3859
3860 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3861         {
3862                 int nid, zid;
3863                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3864                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3865                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3866                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3867
3868                 for_each_online_node(nid)
3869                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3870                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3871                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3872
3873                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3874                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3875                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3876                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3877                         }
3878                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3879                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3880                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3881                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3882         }
3883 #endif
3884
3885         return 0;
3886 }
3887
3888 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3889                                       struct cftype *cft)
3890 {
3891         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3892
3893         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3894 }
3895
3896 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3897                                        struct cftype *cft, u64 val)
3898 {
3899         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3900
3901         if (val > 100)
3902                 return -EINVAL;
3903
3904         if (css->parent)
3905                 memcg->swappiness = val;
3906         else
3907                 vm_swappiness = val;
3908
3909         return 0;
3910 }
3911
3912 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3913 {
3914         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3915         unsigned long usage;
3916         int i;
3917
3918         rcu_read_lock();
3919         if (!swap)
3920                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3921         else
3922                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3923
3924         if (!t)
3925                 goto unlock;
3926
3927         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3928
3929         /*
3930          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3931          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3932          * call of __mem_cgroup_threshold().
3933          */
3934         i = t->current_threshold;
3935
3936         /*
3937          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3938          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3939          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3940          * only one element of the array here.
3941          */
3942         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3943                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3944
3945         /* i = current_threshold + 1 */
3946         i++;
3947
3948         /*
3949          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3950          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3951          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3952          * only one element of the array here.
3953          */
3954         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3955                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3956
3957         /* Update current_threshold */
3958         t->current_threshold = i - 1;
3959 unlock:
3960         rcu_read_unlock();
3961 }
3962
3963 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3964 {
3965         while (memcg) {
3966                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3967                 if (do_swap_account)
3968                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3969
3970                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3971         }
3972 }
3973
3974 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3975 {
3976         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3977         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3978
3979         if (_a->threshold > _b->threshold)
3980                 return 1;
3981
3982         if (_a->threshold < _b->threshold)
3983                 return -1;
3984
3985         return 0;
3986 }
3987
3988 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3989 {
3990         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3991
3992         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3993
3994         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3995                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3996
3997         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3998         return 0;
3999 }
4000
4001 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4002 {
4003         struct mem_cgroup *iter;
4004
4005         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4006                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4007 }
4008
4009 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4010         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4011 {
4012         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4013         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4014         unsigned long threshold;
4015         unsigned long usage;
4016         int i, size, ret;
4017
4018         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4019         if (ret)
4020                 return ret;
4021
4022         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4023
4024         if (type == _MEM) {
4025                 thresholds = &memcg->thresholds;
4026                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4027         } else if (type == _MEMSWAP) {
4028                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4029                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4030         } else
4031                 BUG();
4032
4033         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4034         if (thresholds->primary)
4035                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4036
4037         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4038
4039         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4040         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4041                         GFP_KERNEL);
4042         if (!new) {
4043                 ret = -ENOMEM;
4044                 goto unlock;
4045         }
4046         new->size = size;
4047
4048         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4049         if (thresholds->primary) {
4050                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4051                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4052         }
4053
4054         /* Add new threshold */
4055         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4056         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4057
4058         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4059         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4060                         compare_thresholds, NULL);
4061
4062         /* Find current threshold */
4063         new->current_threshold = -1;
4064         for (i = 0; i < size; i++) {
4065                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4066                         /*
4067                          * new->current_threshold will not be used until
4068                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4069                          * it here.
4070                          */
4071                         ++new->current_threshold;
4072                 } else
4073                         break;
4074         }
4075
4076         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4077         kfree(thresholds->spare);
4078         thresholds->spare = thresholds->primary;
4079
4080         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4081
4082         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4083         synchronize_rcu();
4084
4085 unlock:
4086         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4087
4088         return ret;
4089 }
4090
4091 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4092         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4093 {
4094         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4095 }
4096
4097 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4098         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4099 {
4100         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4101 }
4102
4103 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4104         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4105 {
4106         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4107         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4108         unsigned long usage;
4109         int i, j, size;
4110
4111         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4112
4113         if (type == _MEM) {
4114                 thresholds = &memcg->thresholds;
4115                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4116         } else if (type == _MEMSWAP) {
4117                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4118                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4119         } else
4120                 BUG();
4121
4122         if (!thresholds->primary)
4123                 goto unlock;
4124
4125         /* Check if a threshold crossed before removing */
4126         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4127
4128         /* Calculate new number of threshold */
4129         size = 0;
4130         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4131                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4132                         size++;
4133         }
4134
4135         new = thresholds->spare;
4136
4137         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4138         if (!size) {
4139                 kfree(new);
4140                 new = NULL;
4141                 goto swap_buffers;
4142         }
4143
4144         new->size = size;
4145
4146         /* Copy thresholds and find current threshold */
4147         new->current_threshold = -1;
4148         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4149                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4150                         continue;
4151
4152                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4153                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4154                         /*
4155                          * new->current_threshold will not be used
4156                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4157                          * it here.
4158                          */
4159                         ++new->current_threshold;
4160                 }
4161                 j++;
4162         }
4163
4164 swap_buffers:
4165         /* Swap primary and spare array */
4166         thresholds->spare = thresholds->primary;
4167         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4168         if (!new) {
4169                 kfree(thresholds->spare);
4170                 thresholds->spare = NULL;
4171         }
4172
4173         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4174
4175         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4176         synchronize_rcu();
4177 unlock:
4178         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4179 }
4180
4181 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4182         struct eventfd_ctx *eventfd)
4183 {
4184         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4185 }
4186
4187 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4188         struct eventfd_ctx *eventfd)
4189 {
4190         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4191 }
4192
4193 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4194         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4195 {
4196         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4197
4198         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4199         if (!event)
4200                 return -ENOMEM;
4201
4202         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4203
4204         event->eventfd = eventfd;
4205         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4206
4207         /* already in OOM ? */
4208         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4209                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4210         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4211
4212         return 0;
4213 }
4214
4215 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4216         struct eventfd_ctx *eventfd)
4217 {
4218         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4219
4220         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4221
4222         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4223                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4224                         list_del(&ev->list);
4225                         kfree(ev);
4226                 }
4227         }
4228
4229         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4230 }
4231
4232 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4233 {
4234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4235
4236         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4237         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4238         return 0;
4239 }
4240
4241 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4242         struct cftype *cft, u64 val)
4243 {
4244         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4245
4246         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4247         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4248                 return -EINVAL;
4249
4250         memcg->oom_kill_disable = val;
4251         if (!val)
4252                 memcg_oom_recover(memcg);
4253
4254         return 0;
4255 }
4256
4257 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4258 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4259 {
4260         int ret;
4261
4262         memcg->kmemcg_id = -1;
4263         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4264         if (ret)
4265                 return ret;
4266
4267         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4268 }
4269
4270 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4271 {
4272         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4273 }
4274 #else
4275 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4276 {
4277         return 0;
4278 }
4279
4280 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4281 {
4282 }
4283 #endif
4284
4285 /*
4286  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4287  *
4288  * "cgroup.event_control" implementation.
4289  *
4290  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4291  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4292  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4293  *
4294  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4295  * possible.
4296  */
4297
4298 /*
4299  * Unregister event and free resources.
4300  *
4301  * Gets called from workqueue.
4302  */
4303 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4304 {
4305         struct mem_cgroup_event *event =
4306                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4307         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4308
4309         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4310
4311         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4312
4313         /* Notify userspace the event is going away. */
4314         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4315
4316         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4317         kfree(event);
4318         css_put(&memcg->css);
4319 }
4320
4321 /*
4322  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4323  *
4324  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4325  */
4326 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4327                             int sync, void *key)
4328 {
4329         struct mem_cgroup_event *event =
4330                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4331         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4332         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4333
4334         if (flags & POLLHUP) {
4335                 /*
4336                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4337                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4338                  * for us.
4339                  *
4340                  * We can't race against event freeing since the other
4341                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4342                  * which we hold.
4343                  */
4344                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4345                 if (!list_empty(&event->list)) {
4346                         list_del_init(&event->list);
4347                         /*
4348                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4349                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4350                          */
4351                         schedule_work(&event->remove);
4352                 }
4353                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4354         }
4355
4356         return 0;
4357 }
4358
4359 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4360                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4361 {
4362         struct mem_cgroup_event *event =
4363                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4364
4365         event->wqh = wqh;
4366         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4367 }
4368
4369 /*
4370  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4371  *
4372  * Parse input and register new cgroup event handler.
4373  *
4374  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4375  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4376  */
4377 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4378                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4379 {
4380         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4381         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4382         struct mem_cgroup_event *event;
4383         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4384         unsigned int efd, cfd;
4385         struct fd efile;
4386         struct fd cfile;
4387         const char *name;
4388         char *endp;
4389         int ret;
4390
4391         buf = strstrip(buf);
4392
4393         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4394         if (*endp != ' ')
4395                 return -EINVAL;
4396         buf = endp + 1;
4397
4398         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4399         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4400                 return -EINVAL;
4401         buf = endp + 1;
4402
4403         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4404         if (!event)
4405                 return -ENOMEM;
4406
4407         event->memcg = memcg;
4408         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4409         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4410         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4411         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4412
4413         efile = fdget(efd);
4414         if (!efile.file) {
4415                 ret = -EBADF;
4416                 goto out_kfree;
4417         }
4418
4419         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4420         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4421                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4422                 goto out_put_efile;
4423         }
4424
4425         cfile = fdget(cfd);
4426         if (!cfile.file) {
4427                 ret = -EBADF;
4428                 goto out_put_eventfd;
4429         }
4430
4431         /* the process need read permission on control file */
4432         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4433         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4434         if (ret < 0)
4435                 goto out_put_cfile;
4436
4437         /*
4438          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4439          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4440          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4441          * is for compatibility anyway.
4442          *
4443          * DO NOT ADD NEW FILES.
4444          */
4445         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4446
4447         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4448                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4449                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4450         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4451                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4452                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4453         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4454                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4455                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4456         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4457                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4458                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4459         } else {
4460                 ret = -EINVAL;
4461                 goto out_put_cfile;
4462         }
4463
4464         /*
4465          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4466          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4467          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4468          */
4469         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4470                                                &memory_cgrp_subsys);
4471         ret = -EINVAL;
4472         if (IS_ERR(cfile_css))
4473                 goto out_put_cfile;
4474         if (cfile_css != css) {
4475                 css_put(cfile_css);
4476                 goto out_put_cfile;
4477         }
4478
4479         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4480         if (ret)
4481                 goto out_put_css;
4482
4483         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4484
4485         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4486         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4487         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4488
4489         fdput(cfile);
4490         fdput(efile);
4491
4492         return nbytes;
4493
4494 out_put_css:
4495         css_put(css);
4496 out_put_cfile:
4497         fdput(cfile);
4498 out_put_eventfd:
4499         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4500 out_put_efile:
4501         fdput(efile);
4502 out_kfree:
4503         kfree(event);
4504
4505         return ret;
4506 }
4507
4508 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4509         {
4510                 .name = "usage_in_bytes",
4511                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4512                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4513         },
4514         {
4515                 .name = "max_usage_in_bytes",
4516                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4517                 .write = mem_cgroup_reset,
4518                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4519         },
4520         {
4521                 .name = "limit_in_bytes",
4522                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4523                 .write = mem_cgroup_write,
4524                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4525         },
4526         {
4527                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4528                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4529                 .write = mem_cgroup_write,
4530                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4531         },
4532         {
4533                 .name = "failcnt",
4534                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4535                 .write = mem_cgroup_reset,
4536                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4537         },
4538         {
4539                 .name = "stat",
4540                 .seq_show = memcg_stat_show,
4541         },
4542         {
4543                 .name = "force_empty",
4544                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4545         },
4546         {
4547                 .name = "use_hierarchy",
4548                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4549                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4550         },
4551         {
4552                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4553                 .write = memcg_write_event_control,
4554                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4555                 .mode = S_IWUGO,
4556         },
4557         {
4558                 .name = "swappiness",
4559                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4560                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4561         },
4562         {
4563                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4564                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4565                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4566         },
4567         {
4568                 .name = "oom_control",
4569                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4570                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4571                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4572         },
4573         {
4574                 .name = "pressure_level",
4575         },
4576 #ifdef CONFIG_NUMA
4577         {
4578                 .name = "numa_stat",
4579                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4580         },
4581 #endif
4582 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4583         {
4584                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4585                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4586                 .write = mem_cgroup_write,
4587                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4588         },
4589         {
4590                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4591                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4592                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4593         },
4594         {
4595                 .name = "kmem.failcnt",
4596                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4597                 .write = mem_cgroup_reset,
4598                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4599         },
4600         {
4601                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4602                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4603                 .write = mem_cgroup_reset,
4604                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4605         },
4606 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4607         {
4608                 .name = "kmem.slabinfo",
4609                 .seq_start = slab_start,
4610                 .seq_next = slab_next,
4611                 .seq_stop = slab_stop,
4612                 .seq_show = memcg_slab_show,
4613         },
4614 #endif
4615 #endif
4616         { },    /* terminate */
4617 };
4618
4619 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4620 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4621         {
4622                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4623                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4624                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4625         },
4626         {
4627                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4628                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4629                 .write = mem_cgroup_reset,
4630                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4631         },
4632         {
4633                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4634                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4635                 .write = mem_cgroup_write,
4636                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4637         },
4638         {
4639                 .name = "memsw.failcnt",
4640                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4641                 .write = mem_cgroup_reset,
4642                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4643         },
4644         { },    /* terminate */
4645 };
4646 #endif
4647 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4648 {
4649         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4650         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4651         int zone, tmp = node;
4652         /*
4653          * This routine is called against possible nodes.
4654          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4655          *
4656          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4657          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4658          *       function.
4659          */
4660         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4661                 tmp = -1;
4662         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4663         if (!pn)
4664                 return 1;
4665
4666         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4667                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4668                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4669                 mz->usage_in_excess = 0;
4670                 mz->on_tree = false;
4671                 mz->memcg = memcg;
4672         }
4673         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4674         return 0;
4675 }
4676
4677 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4678 {
4679         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4680 }
4681
4682 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4683 {
4684         struct mem_cgroup *memcg;
4685         size_t size;
4686
4687         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4688         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4689
4690         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4691         if (!memcg)
4692                 return NULL;
4693
4694         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4695         if (!memcg->stat)
4696                 goto out_free;
4697         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4698         return memcg;
4699
4700 out_free:
4701         kfree(memcg);
4702         return NULL;
4703 }
4704
4705 /*
4706  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4707  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4708  *
4709  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4710  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4711  * it goes down to 0.
4712  *
4713  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4714  */
4715
4716 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4717 {
4718         int node;
4719
4720         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4721
4722         for_each_node(node)
4723                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4724
4725         free_percpu(memcg->stat);
4726
4727         /*
4728          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4729          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4730          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4731          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4732          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4733          *
4734          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4735          * to move this code around, and make sure it is outside
4736          * the cgroup_lock.
4737          */
4738         disarm_static_keys(memcg);
4739         kfree(memcg);
4740 }
4741
4742 /*
4743  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4744  */
4745 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4746 {
4747         if (!memcg->memory.parent)
4748                 return NULL;
4749         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4750 }
4751 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4752
4753 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4754 {
4755         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4756         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4757         int tmp, node, zone;
4758
4759         for_each_node(node) {
4760                 tmp = node;
4761                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4762                         tmp = -1;
4763                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4764                 BUG_ON(!rtpn);
4765
4766                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4767
4768                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4769                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4770                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4771                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4772                 }
4773         }
4774 }
4775
4776 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4777 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4778 {
4779         struct mem_cgroup *memcg;
4780         long error = -ENOMEM;
4781         int node;
4782
4783         memcg = mem_cgroup_alloc();
4784         if (!memcg)
4785                 return ERR_PTR(error);
4786
4787         for_each_node(node)
4788                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4789                         goto free_out;
4790
4791         /* root ? */
4792         if (parent_css == NULL) {
4793                 root_mem_cgroup = memcg;
4794                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4795                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4796                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4797         }
4798
4799         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4800         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4801         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4802         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4803         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4804         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4805         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4806         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4807
4808         return &memcg->css;
4809
4810 free_out:
4811         __mem_cgroup_free(memcg);
4812         return ERR_PTR(error);
4813 }
4814
4815 static int
4816 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4817 {
4818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4819         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4820         int ret;
4821
4822         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4823                 return -ENOSPC;
4824
4825         if (!parent)
4826                 return 0;
4827
4828         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4829
4830         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4831         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4832         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4833
4834         if (parent->use_hierarchy) {
4835                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4836                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4837                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4838
4839                 /*
4840                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4841                  * core guarantees its existence.
4842                  */
4843         } else {
4844                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4845                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4846                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4847                 /*
4848                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4849                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4850                  * unfortunate state in our controller.
4851                  */
4852                 if (parent != root_mem_cgroup)
4853                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4854         }
4855         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4856
4857         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4858         if (ret)
4859                 return ret;
4860
4861         /*
4862          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4863          * orders reading memcg->initialized against its callers
4864          * reading the memcg members.
4865          */
4866         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4867
4868         return 0;
4869 }
4870
4871 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4872 {
4873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4874         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4875
4876         /*
4877          * Unregister events and notify userspace.
4878          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4879          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4880          */
4881         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4882         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4883                 list_del_init(&event->list);
4884                 schedule_work(&event->remove);
4885         }
4886         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4887
4888         memcg_unregister_all_caches(memcg);
4889         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4890 }
4891
4892 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4893 {
4894         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4895
4896         memcg_destroy_kmem(memcg);
4897         __mem_cgroup_free(memcg);
4898 }
4899
4900 /**
4901  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4902  * @css: the target css
4903  *
4904  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4905  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4906  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4907  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4908  * made visible again.
4909  *
4910  * The current implementation only resets the essential configurations.
4911  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4912  */
4913 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4914 {
4915         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4916
4917         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4918         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4919         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4920         memcg->soft_limit = 0;
4921 }
4922
4923 #ifdef CONFIG_MMU
4924 /* Handlers for move charge at task migration. */
4925 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4926 {
4927         int ret;
4928
4929         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4930         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4931         if (!ret) {
4932                 mc.precharge += count;
4933                 return ret;
4934         }
4935         if (ret == -EINTR) {
4936                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4937                 return ret;
4938         }
4939
4940         /* Try charges one by one with reclaim */
4941         while (count--) {
4942                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4943                 /*
4944                  * In case of failure, any residual charges against
4945                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4946                  * later on.  However, cancel any charges that are
4947                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4948                  */
4949                 if (ret == -EINTR)
4950                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4951                 if (ret)
4952                         return ret;
4953                 mc.precharge++;
4954                 cond_resched();
4955         }
4956         return 0;
4957 }
4958
4959 /**
4960  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4961  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4962  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4963  * @ptent: the pte to be checked
4964  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4965  *
4966  * Returns
4967  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4968  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4969  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4970  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4971  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4972  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4973  *     in target->ent.
4974  *
4975  * Called with pte lock held.
4976  */
4977 union mc_target {
4978         struct page     *page;
4979         swp_entry_t     ent;
4980 };
4981
4982 enum mc_target_type {
4983         MC_TARGET_NONE = 0,
4984         MC_TARGET_PAGE,
4985         MC_TARGET_SWAP,
4986 };
4987
4988 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4989                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4990 {
4991         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4992
4993         if (!page || !page_mapped(page))
4994                 return NULL;
4995         if (PageAnon(page)) {
4996                 /* we don't move shared anon */
4997                 if (!move_anon())
4998                         return NULL;
4999         } else if (!move_file())
5000                 /* we ignore mapcount for file pages */
5001                 return NULL;
5002         if (!get_page_unless_zero(page))
5003                 return NULL;
5004
5005         return page;
5006 }
5007
5008 #ifdef CONFIG_SWAP
5009 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5010                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5011 {
5012         struct page *page = NULL;
5013         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5014
5015         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5016                 return NULL;
5017         /*
5018          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5019          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5020          */
5021         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5022         if (do_swap_account)
5023                 entry->val = ent.val;
5024
5025         return page;
5026 }
5027 #else
5028 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5029                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5030 {
5031         return NULL;
5032 }
5033 #endif
5034
5035 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5036                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5037 {
5038         struct page *page = NULL;
5039         struct address_space *mapping;
5040         pgoff_t pgoff;
5041
5042         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5043                 return NULL;
5044         if (!move_file())
5045                 return NULL;
5046
5047         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5048         if (pte_none(ptent))
5049                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5050         else /* pte_file(ptent) is true */
5051                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5052
5053         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5054 #ifdef CONFIG_SWAP
5055         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5056         if (shmem_mapping(mapping)) {
5057                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5058                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5059                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5060                         if (do_swap_account)
5061                                 *entry = swp;
5062                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5063                 }
5064         } else
5065                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5066 #else
5067         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5068 #endif
5069         return page;
5070 }
5071
5072 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5073                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5074 {
5075         struct page *page = NULL;
5076         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5077         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5078
5079         if (pte_present(ptent))
5080                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5081         else if (is_swap_pte(ptent))
5082                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5083         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5084                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5085
5086         if (!page && !ent.val)
5087                 return ret;
5088         if (page) {
5089                 /*
5090                  * Do only loose check w/o serialization.
5091                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5092                  * not under LRU exclusion.
5093                  */
5094                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5095                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5096                         if (target)
5097                                 target->page = page;
5098                 }
5099                 if (!ret || !target)
5100                         put_page(page);
5101         }
5102         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5103         if (ent.val && !ret &&
5104             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5105                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5106                 if (target)
5107                         target->ent = ent;
5108         }
5109         return ret;
5110 }
5111
5112 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5113 /*
5114  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5115  * support them for now.
5116  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5117  */
5118 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5119                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5120 {
5121         struct page *page = NULL;
5122         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5123
5124         page = pmd_page(pmd);
5125         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5126         if (!move_anon())
5127                 return ret;
5128         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5129                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5130                 if (target) {
5131                         get_page(page);
5132                         target->page = page;
5133                 }
5134         }
5135         return ret;
5136 }
5137 #else
5138 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5139                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5140 {
5141         return MC_TARGET_NONE;
5142 }
5143 #endif
5144
5145 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5146                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5147                                         struct mm_walk *walk)
5148 {
5149         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5150         pte_t *pte;
5151         spinlock_t *ptl;
5152
5153         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5154                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5155                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5156                 spin_unlock(ptl);
5157                 return 0;
5158         }
5159
5160         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5161                 return 0;
5162         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5163         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5164                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5165                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5166         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5167         cond_resched();
5168
5169         return 0;
5170 }
5171
5172 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5173 {
5174         unsigned long precharge;
5175         struct vm_area_struct *vma;
5176
5177         down_read(&mm->mmap_sem);
5178         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5179                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5180                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5181                         .mm = mm,
5182                         .private = vma,
5183                 };
5184                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5185                         continue;
5186                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5187                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5188         }
5189         up_read(&mm->mmap_sem);
5190
5191         precharge = mc.precharge;
5192         mc.precharge = 0;
5193
5194         return precharge;
5195 }
5196
5197 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5198 {
5199         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5200
5201         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5202         mc.moving_task = current;
5203         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5204 }
5205
5206 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5207 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5208 {
5209         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5210         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5211
5212         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5213         if (mc.precharge) {
5214                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5215                 mc.precharge = 0;
5216         }
5217         /*
5218          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5219          * we must uncharge here.
5220          */
5221         if (mc.moved_charge) {
5222                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5223                 mc.moved_charge = 0;
5224         }
5225         /* we must fixup refcnts and charges */
5226         if (mc.moved_swap) {
5227                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5228                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5229                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5230
5231                 /*
5232                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5233                  * should uncharge to->memory.
5234                  */
5235                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5236                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5237
5238                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5239
5240                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5241                 mc.moved_swap = 0;
5242         }
5243         memcg_oom_recover(from);
5244         memcg_oom_recover(to);
5245         wake_up_all(&mc.waitq);
5246 }
5247
5248 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5249 {
5250         /*
5251          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5252          * task migration.
5253          */
5254         mc.moving_task = NULL;
5255         __mem_cgroup_clear_mc();
5256         spin_lock(&mc.lock);
5257         mc.from = NULL;
5258         mc.to = NULL;
5259         spin_unlock(&mc.lock);
5260 }
5261
5262 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5263                                  struct cgroup_taskset *tset)
5264 {
5265         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5266         int ret = 0;
5267         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5268         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5269
5270         /*
5271          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5272          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5273          * So we need to save it, and keep it going.
5274          */
5275         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5276         if (move_charge_at_immigrate) {
5277                 struct mm_struct *mm;
5278                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5279
5280                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5281
5282                 mm = get_task_mm(p);
5283                 if (!mm)
5284                         return 0;
5285                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5286                 if (mm->owner == p) {
5287                         VM_BUG_ON(mc.from);
5288                         VM_BUG_ON(mc.to);
5289                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5290                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5291                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5292
5293                         spin_lock(&mc.lock);
5294                         mc.from = from;
5295                         mc.to = memcg;
5296                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5297                         spin_unlock(&mc.lock);
5298                         /* We set mc.moving_task later */
5299
5300                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5301                         if (ret)
5302                                 mem_cgroup_clear_mc();
5303                 }
5304                 mmput(mm);
5305         }
5306         return ret;
5307 }
5308
5309 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5310                                      struct cgroup_taskset *tset)
5311 {
5312         if (mc.to)
5313                 mem_cgroup_clear_mc();
5314 }
5315
5316 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5317                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5318                                 struct mm_walk *walk)
5319 {
5320         int ret = 0;
5321         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5322         pte_t *pte;
5323         spinlock_t *ptl;
5324         enum mc_target_type target_type;
5325         union mc_target target;
5326         struct page *page;
5327
5328         /*
5329          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5330          * happens because:
5331          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5332          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5333          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5334          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5335          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5336          *    part of thp split is not executed yet.
5337          */
5338         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5339                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5340                         spin_unlock(ptl);
5341                         return 0;
5342                 }
5343                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5344                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5345                         page = target.page;
5346                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5347                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5348                                                              mc.from, mc.to)) {
5349                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5350                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5351                                 }
5352                                 putback_lru_page(page);
5353                         }
5354                         put_page(page);
5355                 }
5356                 spin_unlock(ptl);
5357                 return 0;
5358         }
5359
5360         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5361                 return 0;
5362 retry:
5363         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5364         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5365                 pte_t ptent = *(pte++);
5366                 swp_entry_t ent;
5367
5368                 if (!mc.precharge)
5369                         break;
5370
5371                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5372                 case MC_TARGET_PAGE:
5373                         page = target.page;
5374                         if (isolate_lru_page(page))
5375                                 goto put;
5376                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5377                                 mc.precharge--;
5378                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5379                                 mc.moved_charge++;
5380                         }
5381                         putback_lru_page(page);
5382 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5383                         put_page(page);
5384                         break;
5385                 case MC_TARGET_SWAP:
5386                         ent = target.ent;
5387                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5388                                 mc.precharge--;
5389                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5390                                 mc.moved_swap++;
5391                         }
5392                         break;
5393                 default:
5394                         break;
5395                 }
5396         }
5397         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5398         cond_resched();
5399
5400         if (addr != end) {
5401                 /*
5402                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5403                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5404                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5405                  * phase.
5406                  */
5407                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5408                 if (!ret)
5409                         goto retry;
5410         }
5411
5412         return ret;
5413 }
5414
5415 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5416 {
5417         struct vm_area_struct *vma;
5418
5419         lru_add_drain_all();
5420         /*
5421          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5422          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5423          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5424          */
5425         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5426         synchronize_rcu();
5427 retry:
5428         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5429                 /*
5430                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5431                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5432                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5433                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5434                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5435                  */
5436                 __mem_cgroup_clear_mc();
5437                 cond_resched();
5438                 goto retry;
5439         }
5440         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5441                 int ret;
5442                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5443                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5444                         .mm = mm,
5445                         .private = vma,
5446                 };
5447                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5448                         continue;
5449                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5450                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5451                 if (ret)
5452                         /*
5453                          * means we have consumed all precharges and failed in
5454                          * doing additional charge. Just abandon here.
5455                          */
5456                         break;
5457         }
5458         up_read(&mm->mmap_sem);
5459         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5460 }
5461
5462 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5463                                  struct cgroup_taskset *tset)
5464 {
5465         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5466         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5467
5468         if (mm) {
5469                 if (mc.to)
5470                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5471                 mmput(mm);
5472         }
5473         if (mc.to)
5474                 mem_cgroup_clear_mc();
5475 }
5476 #else   /* !CONFIG_MMU */
5477 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5478                                  struct cgroup_taskset *tset)
5479 {
5480         return 0;
5481 }
5482 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5483                                      struct cgroup_taskset *tset)
5484 {
5485 }
5486 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5487                                  struct cgroup_taskset *tset)
5488 {
5489 }
5490 #endif
5491
5492 /*
5493  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5494  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5495  * attempt.
5496  */
5497 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5498 {
5499         /*
5500          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5501          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5502          * on for the root memcg is enough.
5503          */
5504         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5505                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5506 }
5507
5508 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5509         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5510         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5511         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5512         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5513         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5514         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5515         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5516         .attach = mem_cgroup_move_task,
5517         .bind = mem_cgroup_bind,
5518         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5519         .early_init = 0,
5520 };
5521
5522 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5523 static int __init enable_swap_account(char *s)
5524 {
5525         if (!strcmp(s, "1"))
5526                 really_do_swap_account = 1;
5527         else if (!strcmp(s, "0"))
5528                 really_do_swap_account = 0;
5529         return 1;
5530 }
5531 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5532
5533 static void __init memsw_file_init(void)
5534 {
5535         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5536                                           memsw_cgroup_files));
5537 }
5538
5539 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5540 {
5541         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5542                 do_swap_account = 1;
5543                 memsw_file_init();
5544         }
5545 }
5546
5547 #else
5548 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5549 {
5550 }
5551 #endif
5552
5553 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5554 /**
5555  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5556  * @page: page whose memsw charge to transfer
5557  * @entry: swap entry to move the charge to
5558  *
5559  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5560  */
5561 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5562 {
5563         struct mem_cgroup *memcg;
5564         unsigned short oldid;
5565
5566         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5567         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5568
5569         if (!do_swap_account)
5570                 return;
5571
5572         memcg = page->mem_cgroup;
5573
5574         /* Readahead page, never charged */
5575         if (!memcg)
5576                 return;
5577
5578         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5579         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5580         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5581
5582         page->mem_cgroup = NULL;
5583
5584         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5585                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5586
5587         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5588         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5589
5590         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5591         memcg_check_events(memcg, page);
5592 }
5593
5594 /**
5595  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5596  * @entry: swap entry to uncharge
5597  *
5598  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5599  */
5600 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5601 {
5602         struct mem_cgroup *memcg;
5603         unsigned short id;
5604
5605         if (!do_swap_account)
5606                 return;
5607
5608         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5609         rcu_read_lock();
5610         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5611         if (memcg) {
5612                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5613                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5614                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5615                 css_put(&memcg->css);
5616         }
5617         rcu_read_unlock();
5618 }
5619 #endif
5620
5621 /**
5622  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5623  * @page: page to charge
5624  * @mm: mm context of the victim
5625  * @gfp_mask: reclaim mode
5626  * @memcgp: charged memcg return
5627  *
5628  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5629  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5630  *
5631  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5632  * Otherwise, an error code is returned.
5633  *
5634  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5635  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5636  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5637  */
5638 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5639                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5640 {
5641         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5642         unsigned int nr_pages = 1;
5643         int ret = 0;
5644
5645         if (mem_cgroup_disabled())
5646                 goto out;
5647
5648         if (PageSwapCache(page)) {
5649                 /*
5650                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5651                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5652                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5653                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5654                  * in turn serializes uncharging.
5655                  */
5656                 if (page->mem_cgroup)
5657                         goto out;
5658         }
5659
5660         if (PageTransHuge(page)) {
5661                 nr_pages <<= compound_order(page);
5662                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5663         }
5664
5665         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5666                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5667         if (!memcg)
5668                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5669
5670         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5671
5672         css_put(&memcg->css);
5673
5674         if (ret == -EINTR) {
5675                 memcg = root_mem_cgroup;
5676                 ret = 0;
5677         }
5678 out:
5679         *memcgp = memcg;
5680         return ret;
5681 }
5682
5683 /**
5684  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5685  * @page: page to charge
5686  * @memcg: memcg to charge the page to
5687  * @lrucare: page might be on LRU already
5688  *
5689  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5690  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5691  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5692  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5693  *
5694  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5695  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5696  *
5697  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5698  */
5699 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5700                               bool lrucare)
5701 {
5702         unsigned int nr_pages = 1;
5703
5704         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5705         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5706
5707         if (mem_cgroup_disabled())
5708                 return;
5709         /*
5710          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5711          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5712          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5713          */
5714         if (!memcg)
5715                 return;
5716
5717         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5718
5719         if (PageTransHuge(page)) {
5720                 nr_pages <<= compound_order(page);
5721                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5722         }
5723
5724         local_irq_disable();
5725         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5726         memcg_check_events(memcg, page);
5727         local_irq_enable();
5728
5729         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5730                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5731                 /*
5732                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5733                  * let's not wait for it.  The page already received a
5734                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5735                  */
5736                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5737         }
5738 }
5739
5740 /**
5741  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5742  * @page: page to charge
5743  * @memcg: memcg to charge the page to
5744  *
5745  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5746  */
5747 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5748 {
5749         unsigned int nr_pages = 1;
5750
5751         if (mem_cgroup_disabled())
5752                 return;
5753         /*
5754          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5755          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5756          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5757          */
5758         if (!memcg)
5759                 return;
5760
5761         if (PageTransHuge(page)) {
5762                 nr_pages <<= compound_order(page);
5763                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5764         }
5765
5766         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5767 }
5768
5769 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5770                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5771                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5772 {
5773         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5774         unsigned long flags;
5775
5776         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5777                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5778                 if (do_swap_account)
5779                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5780                 memcg_oom_recover(memcg);
5781         }
5782
5783         local_irq_save(flags);
5784         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5785         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5786         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5787         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5788         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5789         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5790         local_irq_restore(flags);
5791
5792         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5793                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5794 }
5795
5796 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5797 {
5798         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5799         unsigned long nr_anon = 0;
5800         unsigned long nr_file = 0;
5801         unsigned long nr_huge = 0;
5802         unsigned long pgpgout = 0;
5803         struct list_head *next;
5804         struct page *page;
5805
5806         next = page_list->next;
5807         do {
5808                 unsigned int nr_pages = 1;
5809
5810                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5811                 next = page->lru.next;
5812
5813                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5814                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5815
5816                 if (!page->mem_cgroup)
5817                         continue;
5818
5819                 /*
5820                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5821                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5822                  * exclusive access to the page.
5823                  */
5824
5825                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5826                         if (memcg) {
5827                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5828                                                nr_huge, page);
5829                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5830                         }
5831                         memcg = page->mem_cgroup;
5832                 }
5833
5834                 if (PageTransHuge(page)) {
5835                         nr_pages <<= compound_order(page);
5836                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5837                         nr_huge += nr_pages;
5838                 }
5839
5840                 if (PageAnon(page))
5841                         nr_anon += nr_pages;
5842                 else
5843                         nr_file += nr_pages;
5844
5845                 page->mem_cgroup = NULL;
5846
5847                 pgpgout++;
5848         } while (next != page_list);
5849
5850         if (memcg)
5851                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5852                                nr_huge, page);
5853 }
5854
5855 /**
5856  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5857  * @page: page to uncharge
5858  *
5859  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5860  * mem_cgroup_commit_charge().
5861  */
5862 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5863 {
5864         if (mem_cgroup_disabled())
5865                 return;
5866
5867         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5868         if (!page->mem_cgroup)
5869                 return;
5870
5871         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5872         uncharge_list(&page->lru);
5873 }
5874
5875 /**
5876  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5877  * @page_list: list of pages to uncharge
5878  *
5879  * Uncharge a list of pages previously charged with
5880  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5881  */
5882 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5883 {
5884         if (mem_cgroup_disabled())
5885                 return;
5886
5887         if (!list_empty(page_list))
5888                 uncharge_list(page_list);
5889 }
5890
5891 /**
5892  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5893  * @oldpage: currently charged page
5894  * @newpage: page to transfer the charge to
5895  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
5896  *
5897  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5898  *
5899  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5900  */
5901 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5902                         bool lrucare)
5903 {
5904         struct mem_cgroup *memcg;
5905         int isolated;
5906
5907         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5908         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5909         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5910         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5911         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5912         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5913                        newpage);
5914
5915         if (mem_cgroup_disabled())
5916                 return;
5917
5918         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5919         if (newpage->mem_cgroup)
5920                 return;
5921
5922         /*
5923          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5924          * charged, and migration from compaction can happen to an
5925          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5926          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5927          */
5928         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5929         if (!memcg)
5930                 return;
5931
5932         if (lrucare)
5933                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5934
5935         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5936
5937         if (lrucare)
5938                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5939
5940         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5941 }
5942
5943 /*
5944  * subsys_initcall() for memory controller.
5945  *
5946  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5947  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5948  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5949  * be initialized from here.
5950  */
5951 static int __init mem_cgroup_init(void)
5952 {
5953         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5954         enable_swap_cgroup();
5955         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
5956         memcg_stock_init();
5957         return 0;
5958 }
5959 subsys_initcall(mem_cgroup_init);