memcg: zap kmem_account_flags
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct reclaim_iter {
147         struct mem_cgroup *position;
148         /* scan generation, increased every round-trip */
149         unsigned int generation;
150 };
151
152 /*
153  * per-zone information in memory controller.
154  */
155 struct mem_cgroup_per_zone {
156         struct lruvec           lruvec;
157         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
158
159         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
160
161         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
162         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
163                                                 /* the soft limit is exceeded*/
164         bool                    on_tree;
165         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
166                                                 /* use container_of        */
167 };
168
169 struct mem_cgroup_per_node {
170         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
171 };
172
173 /*
174  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
175  * their hierarchy representation
176  */
177
178 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
179         struct rb_root rb_root;
180         spinlock_t lock;
181 };
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_node {
184         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_tree {
188         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
189 };
190
191 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
192
193 struct mem_cgroup_threshold {
194         struct eventfd_ctx *eventfd;
195         unsigned long threshold;
196 };
197
198 /* For threshold */
199 struct mem_cgroup_threshold_ary {
200         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
201         int current_threshold;
202         /* Size of entries[] */
203         unsigned int size;
204         /* Array of thresholds */
205         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_thresholds {
209         /* Primary thresholds array */
210         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
211         /*
212          * Spare threshold array.
213          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
214          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
215          */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
217 };
218
219 /* for OOM */
220 struct mem_cgroup_eventfd_list {
221         struct list_head list;
222         struct eventfd_ctx *eventfd;
223 };
224
225 /*
226  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
227  */
228 struct mem_cgroup_event {
229         /*
230          * memcg which the event belongs to.
231          */
232         struct mem_cgroup *memcg;
233         /*
234          * eventfd to signal userspace about the event.
235          */
236         struct eventfd_ctx *eventfd;
237         /*
238          * Each of these stored in a list by the cgroup.
239          */
240         struct list_head list;
241         /*
242          * register_event() callback will be used to add new userspace
243          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
244          * on eventfd to send notification to userspace.
245          */
246         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
247                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
248         /*
249          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
250          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
251          * if you want provide notification functionality.
252          */
253         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
254                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
255         /*
256          * All fields below needed to unregister event when
257          * userspace closes eventfd.
258          */
259         poll_table pt;
260         wait_queue_head_t *wqh;
261         wait_queue_t wait;
262         struct work_struct remove;
263 };
264
265 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
266 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
267
268 /*
269  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
270  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
271  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
272  * to help the administrator determine what knobs to tune.
273  *
274  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
275  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
276  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
277  * a feature that will be implemented much later in the future.
278  */
279 struct mem_cgroup {
280         struct cgroup_subsys_state css;
281
282         /* Accounted resources */
283         struct page_counter memory;
284         struct page_counter memsw;
285         struct page_counter kmem;
286
287         unsigned long soft_limit;
288
289         /* vmpressure notifications */
290         struct vmpressure vmpressure;
291
292         /* css_online() has been completed */
293         int initialized;
294
295         /*
296          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
297          */
298         bool use_hierarchy;
299
300         bool            oom_lock;
301         atomic_t        under_oom;
302         atomic_t        oom_wakeups;
303
304         int     swappiness;
305         /* OOM-Killer disable */
306         int             oom_kill_disable;
307
308         /* protect arrays of thresholds */
309         struct mutex thresholds_lock;
310
311         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
312         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
313
314         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
315         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
316
317         /* For oom notifier event fd */
318         struct list_head oom_notify;
319
320         /*
321          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
322          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
323          */
324         unsigned long move_charge_at_immigrate;
325         /*
326          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
327          */
328         atomic_t        moving_account;
329         /* taken only while moving_account > 0 */
330         spinlock_t      move_lock;
331         /*
332          * percpu counter.
333          */
334         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
335         /*
336          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
337          * See mem_cgroup_read_stat().
338          */
339         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
340         spinlock_t pcp_counter_lock;
341
342 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
343         struct cg_proto tcp_mem;
344 #endif
345 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
346         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
347          * protected by memcg_slab_mutex */
348         struct list_head memcg_slab_caches;
349         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
350         int kmemcg_id;
351 #endif
352
353         int last_scanned_node;
354 #if MAX_NUMNODES > 1
355         nodemask_t      scan_nodes;
356         atomic_t        numainfo_events;
357         atomic_t        numainfo_updating;
358 #endif
359
360         /* List of events which userspace want to receive */
361         struct list_head event_list;
362         spinlock_t event_list_lock;
363
364         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
365         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
366 };
367
368 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
369 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
370 {
371         return memcg->kmemcg_id >= 0;
372 }
373 #endif
374
375 /* Stuffs for move charges at task migration. */
376 /*
377  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
378  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
379  */
380 enum move_type {
381         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
382         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
383         NR_MOVE_TYPE,
384 };
385
386 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
387 static struct move_charge_struct {
388         spinlock_t        lock; /* for from, to */
389         struct mem_cgroup *from;
390         struct mem_cgroup *to;
391         unsigned long immigrate_flags;
392         unsigned long precharge;
393         unsigned long moved_charge;
394         unsigned long moved_swap;
395         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
396         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
397 } mc = {
398         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
399         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
400 };
401
402 static bool move_anon(void)
403 {
404         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
405 }
406
407 static bool move_file(void)
408 {
409         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
410 }
411
412 /*
413  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
414  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
415  */
416 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
417 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
418
419 enum charge_type {
420         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
421         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
422         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
423         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
424         NR_CHARGE_TYPE,
425 };
426
427 /* for encoding cft->private value on file */
428 enum res_type {
429         _MEM,
430         _MEMSWAP,
431         _OOM_TYPE,
432         _KMEM,
433 };
434
435 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
436 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
437 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
438 /* Used for OOM nofiier */
439 #define OOM_CONTROL             (0)
440
441 /*
442  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
443  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
444  * appearing has to hold it as well.
445  */
446 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
447
448 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
449 {
450         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
451 }
452
453 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
454 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
455 {
456         if (!memcg)
457                 memcg = root_mem_cgroup;
458         return &memcg->vmpressure;
459 }
460
461 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
462 {
463         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
464 }
465
466 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
467 {
468         return (memcg == root_mem_cgroup);
469 }
470
471 /*
472  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
473  * an unsigned short.
474  */
475 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
476
477 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
478 {
479         return memcg->css.id;
480 }
481
482 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
483 {
484         struct cgroup_subsys_state *css;
485
486         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
487         return mem_cgroup_from_css(css);
488 }
489
490 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
491 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
492
493 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
494 {
495         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
496                 struct mem_cgroup *memcg;
497                 struct cg_proto *cg_proto;
498
499                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
500
501                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
502                  * filled. It won't however, necessarily happen from
503                  * process context. So the test for root memcg given
504                  * the current task's memcg won't help us in this case.
505                  *
506                  * Respecting the original socket's memcg is a better
507                  * decision in this case.
508                  */
509                 if (sk->sk_cgrp) {
510                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
511                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
512                         return;
513                 }
514
515                 rcu_read_lock();
516                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
517                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
518                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
519                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
520                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
521                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
522                 }
523                 rcu_read_unlock();
524         }
525 }
526 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
527
528 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
529 {
530         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
531                 struct mem_cgroup *memcg;
532                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
533                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
534                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
535         }
536 }
537
538 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
539 {
540         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
541                 return NULL;
542
543         return &memcg->tcp_mem;
544 }
545 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
546
547 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
548 {
549         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
550                 return;
551         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
552 }
553 #else
554 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
555 {
556 }
557 #endif
558
559 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
560 /*
561  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
562  * The main reason for not using cgroup id for this:
563  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
564  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
565  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
566  *  200 entry array for that.
567  *
568  * The current size of the caches array is stored in
569  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
570  * increase it.
571  */
572 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
573 int memcg_limited_groups_array_size;
574
575 /*
576  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
577  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
578  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
579  * tunable, but that is strictly not necessary.
580  *
581  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
582  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
583  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
584  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
585  * increase ours as well if it increases.
586  */
587 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
588 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
589
590 /*
591  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
592  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
593  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
594  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
595  */
596 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
597 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
598
599 static void memcg_free_cache_id(int id);
600
601 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
604                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
605                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
606         }
607         /*
608          * This check can't live in kmem destruction function,
609          * since the charges will outlive the cgroup
610          */
611         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
612 }
613 #else
614 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
615 {
616 }
617 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
618
619 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
620 {
621         disarm_sock_keys(memcg);
622         disarm_kmem_keys(memcg);
623 }
624
625 static struct mem_cgroup_per_zone *
626 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
627 {
628         int nid = zone_to_nid(zone);
629         int zid = zone_idx(zone);
630
631         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
632 }
633
634 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
635 {
636         return &memcg->css;
637 }
638
639 static struct mem_cgroup_per_zone *
640 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
641 {
642         int nid = page_to_nid(page);
643         int zid = page_zonenum(page);
644
645         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
646 }
647
648 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
649 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
650 {
651         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
652 }
653
654 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
655 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
656 {
657         int nid = page_to_nid(page);
658         int zid = page_zonenum(page);
659
660         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
661 }
662
663 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
664                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
665                                          unsigned long new_usage_in_excess)
666 {
667         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
668         struct rb_node *parent = NULL;
669         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
670
671         if (mz->on_tree)
672                 return;
673
674         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
675         if (!mz->usage_in_excess)
676                 return;
677         while (*p) {
678                 parent = *p;
679                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
680                                         tree_node);
681                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
682                         p = &(*p)->rb_left;
683                 /*
684                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
685                  * limit by the same amount
686                  */
687                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
688                         p = &(*p)->rb_right;
689         }
690         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
691         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
692         mz->on_tree = true;
693 }
694
695 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
696                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
697 {
698         if (!mz->on_tree)
699                 return;
700         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
701         mz->on_tree = false;
702 }
703
704 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
705                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
706 {
707         unsigned long flags;
708
709         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
710         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
711         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
712 }
713
714 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
715 {
716         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
717         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
718         unsigned long excess = 0;
719
720         if (nr_pages > soft_limit)
721                 excess = nr_pages - soft_limit;
722
723         return excess;
724 }
725
726 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
727 {
728         unsigned long excess;
729         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
730         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
731
732         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
733         /*
734          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
735          * because their event counter is not touched.
736          */
737         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
738                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
739                 excess = soft_limit_excess(memcg);
740                 /*
741                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
742                  * mem is over its softlimit.
743                  */
744                 if (excess || mz->on_tree) {
745                         unsigned long flags;
746
747                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
748                         /* if on-tree, remove it */
749                         if (mz->on_tree)
750                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
751                         /*
752                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
753                          * If excess is 0, no tree ops.
754                          */
755                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
756                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
757                 }
758         }
759 }
760
761 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
762 {
763         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
764         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
765         int nid, zid;
766
767         for_each_node(nid) {
768                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
769                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
770                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
771                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
772                 }
773         }
774 }
775
776 static struct mem_cgroup_per_zone *
777 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
778 {
779         struct rb_node *rightmost = NULL;
780         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
781
782 retry:
783         mz = NULL;
784         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
785         if (!rightmost)
786                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
787
788         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
789         /*
790          * Remove the node now but someone else can add it back,
791          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
792          * position in the tree.
793          */
794         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
795         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
796             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
797                 goto retry;
798 done:
799         return mz;
800 }
801
802 static struct mem_cgroup_per_zone *
803 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
804 {
805         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
806
807         spin_lock_irq(&mctz->lock);
808         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
809         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
810         return mz;
811 }
812
813 /*
814  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
815  *
816  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
817  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
818  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
819  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
820  *
821  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
822  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
823  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
824  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
825  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
826  *
827  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
828  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
829  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
830  * implemented.
831  */
832 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
833                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
834 {
835         long val = 0;
836         int cpu;
837
838         get_online_cpus();
839         for_each_online_cpu(cpu)
840                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
841 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
842         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
843         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
844         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
845 #endif
846         put_online_cpus();
847         return val;
848 }
849
850 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
851                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
852 {
853         unsigned long val = 0;
854         int cpu;
855
856         get_online_cpus();
857         for_each_online_cpu(cpu)
858                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
859 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
860         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
861         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
862         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
863 #endif
864         put_online_cpus();
865         return val;
866 }
867
868 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
869                                          struct page *page,
870                                          int nr_pages)
871 {
872         /*
873          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
874          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
875          */
876         if (PageAnon(page))
877                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
878                                 nr_pages);
879         else
880                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
881                                 nr_pages);
882
883         if (PageTransHuge(page))
884                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
885                                 nr_pages);
886
887         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
888         if (nr_pages > 0)
889                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
890         else {
891                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
892                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
893         }
894
895         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
896 }
897
898 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
899 {
900         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
901
902         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
903         return mz->lru_size[lru];
904 }
905
906 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
907                                                   int nid,
908                                                   unsigned int lru_mask)
909 {
910         unsigned long nr = 0;
911         int zid;
912
913         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
914
915         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
916                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
917                 enum lru_list lru;
918
919                 for_each_lru(lru) {
920                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
921                                 continue;
922                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
923                         nr += mz->lru_size[lru];
924                 }
925         }
926         return nr;
927 }
928
929 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
930                         unsigned int lru_mask)
931 {
932         unsigned long nr = 0;
933         int nid;
934
935         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
936                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
937         return nr;
938 }
939
940 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
941                                        enum mem_cgroup_events_target target)
942 {
943         unsigned long val, next;
944
945         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
946         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
947         /* from time_after() in jiffies.h */
948         if ((long)next - (long)val < 0) {
949                 switch (target) {
950                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
951                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
952                         break;
953                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
954                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
955                         break;
956                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
957                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
958                         break;
959                 default:
960                         break;
961                 }
962                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
963                 return true;
964         }
965         return false;
966 }
967
968 /*
969  * Check events in order.
970  *
971  */
972 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
973 {
974         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
975         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
976                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
977                 bool do_softlimit;
978                 bool do_numainfo __maybe_unused;
979
980                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
981                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
982 #if MAX_NUMNODES > 1
983                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
984                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
985 #endif
986                 mem_cgroup_threshold(memcg);
987                 if (unlikely(do_softlimit))
988                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
989 #if MAX_NUMNODES > 1
990                 if (unlikely(do_numainfo))
991                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
992 #endif
993         }
994 }
995
996 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
997 {
998         /*
999          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1000          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1001          * So this can be called with p == NULL.
1002          */
1003         if (unlikely(!p))
1004                 return NULL;
1005
1006         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1007 }
1008
1009 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1010 {
1011         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1012
1013         rcu_read_lock();
1014         do {
1015                 /*
1016                  * Page cache insertions can happen withou an
1017                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1018                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1019                  */
1020                 if (unlikely(!mm))
1021                         memcg = root_mem_cgroup;
1022                 else {
1023                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1024                         if (unlikely(!memcg))
1025                                 memcg = root_mem_cgroup;
1026                 }
1027         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1028         rcu_read_unlock();
1029         return memcg;
1030 }
1031
1032 /**
1033  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1034  * @root: hierarchy root
1035  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1036  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1037  *
1038  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1039  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1040  *
1041  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1042  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1043  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1044  *
1045  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1046  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1047  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1048  */
1049 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1050                                    struct mem_cgroup *prev,
1051                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1052 {
1053         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1054         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1055         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1056         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1057
1058         if (mem_cgroup_disabled())
1059                 return NULL;
1060
1061         if (!root)
1062                 root = root_mem_cgroup;
1063
1064         if (prev && !reclaim)
1065                 pos = prev;
1066
1067         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1068                 if (prev)
1069                         goto out;
1070                 return root;
1071         }
1072
1073         rcu_read_lock();
1074
1075         if (reclaim) {
1076                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1077
1078                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1079                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1080
1081                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1082                         goto out_unlock;
1083
1084                 do {
1085                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1086                         /*
1087                          * A racing update may change the position and
1088                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1089                          * or retry to see the updated position.
1090                          */
1091                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1092         }
1093
1094         if (pos)
1095                 css = &pos->css;
1096
1097         for (;;) {
1098                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1099                 if (!css) {
1100                         /*
1101                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1102                          * new one might jump in right at the end of
1103                          * the hierarchy - make sure they see at least
1104                          * one group and restart from the beginning.
1105                          */
1106                         if (!prev)
1107                                 continue;
1108                         break;
1109                 }
1110
1111                 /*
1112                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1113                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1114                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1115                  */
1116                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1117
1118                 if (css == &root->css)
1119                         break;
1120
1121                 if (css_tryget(css)) {
1122                         /*
1123                          * Make sure the memcg is initialized:
1124                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1125                          * initialization against setting the flag.
1126                          */
1127                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1128                                 break;
1129
1130                         css_put(css);
1131                 }
1132
1133                 memcg = NULL;
1134         }
1135
1136         if (reclaim) {
1137                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1138                         if (memcg)
1139                                 css_get(&memcg->css);
1140                         if (pos)
1141                                 css_put(&pos->css);
1142                 }
1143
1144                 /*
1145                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1146                  * above.
1147                  */
1148                 if (pos)
1149                         css_put(&pos->css);
1150
1151                 if (!memcg)
1152                         iter->generation++;
1153                 else if (!prev)
1154                         reclaim->generation = iter->generation;
1155         }
1156
1157 out_unlock:
1158         rcu_read_unlock();
1159 out:
1160         if (prev && prev != root)
1161                 css_put(&prev->css);
1162
1163         return memcg;
1164 }
1165
1166 /**
1167  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1168  * @root: hierarchy root
1169  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1170  */
1171 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1172                            struct mem_cgroup *prev)
1173 {
1174         if (!root)
1175                 root = root_mem_cgroup;
1176         if (prev && prev != root)
1177                 css_put(&prev->css);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1182  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1183  * be used for reference counting.
1184  */
1185 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1186         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1187              iter != NULL;                              \
1188              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1189
1190 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1191         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1192              iter != NULL;                              \
1193              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1194
1195 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1196 {
1197         struct mem_cgroup *memcg;
1198
1199         rcu_read_lock();
1200         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1201         if (unlikely(!memcg))
1202                 goto out;
1203
1204         switch (idx) {
1205         case PGFAULT:
1206                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1207                 break;
1208         case PGMAJFAULT:
1209                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1210                 break;
1211         default:
1212                 BUG();
1213         }
1214 out:
1215         rcu_read_unlock();
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1218
1219 /**
1220  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1221  * @zone: zone of the wanted lruvec
1222  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1223  *
1224  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1225  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1226  * is disabled.
1227  */
1228 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1229                                       struct mem_cgroup *memcg)
1230 {
1231         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1232         struct lruvec *lruvec;
1233
1234         if (mem_cgroup_disabled()) {
1235                 lruvec = &zone->lruvec;
1236                 goto out;
1237         }
1238
1239         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1240         lruvec = &mz->lruvec;
1241 out:
1242         /*
1243          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1244          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1245          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1246          */
1247         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1248                 lruvec->zone = zone;
1249         return lruvec;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1254  * @page: the page
1255  * @zone: zone of the page
1256  *
1257  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1258  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1259  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1260  */
1261 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1262 {
1263         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1264         struct mem_cgroup *memcg;
1265         struct lruvec *lruvec;
1266
1267         if (mem_cgroup_disabled()) {
1268                 lruvec = &zone->lruvec;
1269                 goto out;
1270         }
1271
1272         memcg = page->mem_cgroup;
1273         /*
1274          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1275          * possibly migrated - before they are charged.
1276          */
1277         if (!memcg)
1278                 memcg = root_mem_cgroup;
1279
1280         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1281         lruvec = &mz->lruvec;
1282 out:
1283         /*
1284          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1285          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1286          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1287          */
1288         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1289                 lruvec->zone = zone;
1290         return lruvec;
1291 }
1292
1293 /**
1294  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1295  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1296  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1297  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1298  *
1299  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1300  * lru list.
1301  */
1302 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1303                                 int nr_pages)
1304 {
1305         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1306         unsigned long *lru_size;
1307
1308         if (mem_cgroup_disabled())
1309                 return;
1310
1311         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1312         lru_size = mz->lru_size + lru;
1313         *lru_size += nr_pages;
1314         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1315 }
1316
1317 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1318 {
1319         if (root == memcg)
1320                 return true;
1321         if (!root->use_hierarchy)
1322                 return false;
1323         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1324 }
1325
1326 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1327 {
1328         struct mem_cgroup *task_memcg;
1329         struct task_struct *p;
1330         bool ret;
1331
1332         p = find_lock_task_mm(task);
1333         if (p) {
1334                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1335                 task_unlock(p);
1336         } else {
1337                 /*
1338                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1339                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1340                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1341                  */
1342                 rcu_read_lock();
1343                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1344                 css_get(&task_memcg->css);
1345                 rcu_read_unlock();
1346         }
1347         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1348         css_put(&task_memcg->css);
1349         return ret;
1350 }
1351
1352 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1353 {
1354         unsigned long inactive_ratio;
1355         unsigned long inactive;
1356         unsigned long active;
1357         unsigned long gb;
1358
1359         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1360         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1361
1362         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1363         if (gb)
1364                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1365         else
1366                 inactive_ratio = 1;
1367
1368         return inactive * inactive_ratio < active;
1369 }
1370
1371 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1372         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1376  * @memcg: the memory cgroup
1377  *
1378  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1379  * pages.
1380  */
1381 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1382 {
1383         unsigned long margin = 0;
1384         unsigned long count;
1385         unsigned long limit;
1386
1387         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1388         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1389         if (count < limit)
1390                 margin = limit - count;
1391
1392         if (do_swap_account) {
1393                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1394                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1395                 if (count <= limit)
1396                         margin = min(margin, limit - count);
1397         }
1398
1399         return margin;
1400 }
1401
1402 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1403 {
1404         /* root ? */
1405         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1406                 return vm_swappiness;
1407
1408         return memcg->swappiness;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1413  *
1414  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1415  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1416  * caused by "move".
1417  */
1418 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1419 {
1420         struct mem_cgroup *from;
1421         struct mem_cgroup *to;
1422         bool ret = false;
1423         /*
1424          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1425          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1426          */
1427         spin_lock(&mc.lock);
1428         from = mc.from;
1429         to = mc.to;
1430         if (!from)
1431                 goto unlock;
1432
1433         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1434                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1435 unlock:
1436         spin_unlock(&mc.lock);
1437         return ret;
1438 }
1439
1440 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1443                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1444                         DEFINE_WAIT(wait);
1445                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1446                         /* moving charge context might have finished. */
1447                         if (mc.moving_task)
1448                                 schedule();
1449                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1450                         return true;
1451                 }
1452         }
1453         return false;
1454 }
1455
1456 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1457 /**
1458  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1459  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1460  * @p: Task that is going to be killed
1461  *
1462  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1463  * enabled
1464  */
1465 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1466 {
1467         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1468         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1469         struct mem_cgroup *iter;
1470         unsigned int i;
1471
1472         if (!p)
1473                 return;
1474
1475         mutex_lock(&oom_info_lock);
1476         rcu_read_lock();
1477
1478         pr_info("Task in ");
1479         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1480         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1481         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1482         pr_info("\n");
1483
1484         rcu_read_unlock();
1485
1486         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1487                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1488                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1489         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1490                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1491                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1492         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1493                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1494                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1495
1496         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1497                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1498                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1499                 pr_cont(":");
1500
1501                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1502                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1503                                 continue;
1504                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1505                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1506                 }
1507
1508                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1509                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1510                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1511
1512                 pr_cont("\n");
1513         }
1514         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1519  * 1(self count) if no children.
1520  */
1521 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         int num = 0;
1524         struct mem_cgroup *iter;
1525
1526         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1527                 num++;
1528         return num;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1533  */
1534 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1535 {
1536         unsigned long limit;
1537
1538         limit = memcg->memory.limit;
1539         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1540                 unsigned long memsw_limit;
1541
1542                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1543                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1544         }
1545         return limit;
1546 }
1547
1548 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1549                                      int order)
1550 {
1551         struct mem_cgroup *iter;
1552         unsigned long chosen_points = 0;
1553         unsigned long totalpages;
1554         unsigned int points = 0;
1555         struct task_struct *chosen = NULL;
1556
1557         /*
1558          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1559          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1560          * quickly exit and free its memory.
1561          */
1562         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1563                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1564                 return;
1565         }
1566
1567         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1568         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1569         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1570                 struct css_task_iter it;
1571                 struct task_struct *task;
1572
1573                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1574                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1575                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1576                                                         false)) {
1577                         case OOM_SCAN_SELECT:
1578                                 if (chosen)
1579                                         put_task_struct(chosen);
1580                                 chosen = task;
1581                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1582                                 get_task_struct(chosen);
1583                                 /* fall through */
1584                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1585                                 continue;
1586                         case OOM_SCAN_ABORT:
1587                                 css_task_iter_end(&it);
1588                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1589                                 if (chosen)
1590                                         put_task_struct(chosen);
1591                                 return;
1592                         case OOM_SCAN_OK:
1593                                 break;
1594                         };
1595                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1596                         if (!points || points < chosen_points)
1597                                 continue;
1598                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1599                         if (points == chosen_points &&
1600                             thread_group_leader(chosen))
1601                                 continue;
1602
1603                         if (chosen)
1604                                 put_task_struct(chosen);
1605                         chosen = task;
1606                         chosen_points = points;
1607                         get_task_struct(chosen);
1608                 }
1609                 css_task_iter_end(&it);
1610         }
1611
1612         if (!chosen)
1613                 return;
1614         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1615         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1616                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1617 }
1618
1619 /**
1620  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1621  * @memcg: the target memcg
1622  * @nid: the node ID to be checked.
1623  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1624  *
1625  * This function returns whether the specified memcg contains any
1626  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1627  * pages in the node.
1628  */
1629 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1630                 int nid, bool noswap)
1631 {
1632         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1633                 return true;
1634         if (noswap || !total_swap_pages)
1635                 return false;
1636         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1637                 return true;
1638         return false;
1639
1640 }
1641 #if MAX_NUMNODES > 1
1642
1643 /*
1644  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1645  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1646  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1647  *
1648  */
1649 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1650 {
1651         int nid;
1652         /*
1653          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1654          * pagein/pageout changes since the last update.
1655          */
1656         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1657                 return;
1658         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1659                 return;
1660
1661         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1662         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1663
1664         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1665
1666                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1667                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1668         }
1669
1670         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1671         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1676  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1677  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1678  *
1679  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1680  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1681  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1682  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1683  *
1684  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1685  */
1686 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         int node;
1689
1690         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1691         node = memcg->last_scanned_node;
1692
1693         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1694         if (node == MAX_NUMNODES)
1695                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1696         /*
1697          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1698          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1699          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1700          * we use curret node.
1701          */
1702         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1703                 node = numa_node_id();
1704
1705         memcg->last_scanned_node = node;
1706         return node;
1707 }
1708 #else
1709 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1710 {
1711         return 0;
1712 }
1713 #endif
1714
1715 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1716                                    struct zone *zone,
1717                                    gfp_t gfp_mask,
1718                                    unsigned long *total_scanned)
1719 {
1720         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1721         int total = 0;
1722         int loop = 0;
1723         unsigned long excess;
1724         unsigned long nr_scanned;
1725         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1726                 .zone = zone,
1727                 .priority = 0,
1728         };
1729
1730         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1731
1732         while (1) {
1733                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1734                 if (!victim) {
1735                         loop++;
1736                         if (loop >= 2) {
1737                                 /*
1738                                  * If we have not been able to reclaim
1739                                  * anything, it might because there are
1740                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1741                                  */
1742                                 if (!total)
1743                                         break;
1744                                 /*
1745                                  * We want to do more targeted reclaim.
1746                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1747                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1748                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1749                                  */
1750                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1751                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1752                                         break;
1753                         }
1754                         continue;
1755                 }
1756                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1757                                                      zone, &nr_scanned);
1758                 *total_scanned += nr_scanned;
1759                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1760                         break;
1761         }
1762         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1763         return total;
1764 }
1765
1766 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1767 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1768         .name = "memcg_oom_lock",
1769 };
1770 #endif
1771
1772 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1773
1774 /*
1775  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1776  * If someone is running, return false.
1777  */
1778 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1781
1782         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1783
1784         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1785                 if (iter->oom_lock) {
1786                         /*
1787                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1788                          * so we cannot give a lock.
1789                          */
1790                         failed = iter;
1791                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1792                         break;
1793                 } else
1794                         iter->oom_lock = true;
1795         }
1796
1797         if (failed) {
1798                 /*
1799                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1800                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1801                  */
1802                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1803                         if (iter == failed) {
1804                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1805                                 break;
1806                         }
1807                         iter->oom_lock = false;
1808                 }
1809         } else
1810                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1811
1812         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1813
1814         return !failed;
1815 }
1816
1817 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1818 {
1819         struct mem_cgroup *iter;
1820
1821         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1822         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1823         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1824                 iter->oom_lock = false;
1825         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1826 }
1827
1828 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1829 {
1830         struct mem_cgroup *iter;
1831
1832         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1833                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1834 }
1835
1836 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         struct mem_cgroup *iter;
1839
1840         /*
1841          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1842          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1843          * atomic_add_unless() here.
1844          */
1845         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1846                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1847 }
1848
1849 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1850
1851 struct oom_wait_info {
1852         struct mem_cgroup *memcg;
1853         wait_queue_t    wait;
1854 };
1855
1856 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1857         unsigned mode, int sync, void *arg)
1858 {
1859         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1860         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1861         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1862
1863         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1864         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1865
1866         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1867             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1868                 return 0;
1869         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1870 }
1871
1872 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1873 {
1874         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1875         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1876         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1877 }
1878
1879 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1880 {
1881         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1882                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1883 }
1884
1885 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1886 {
1887         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1888                 return;
1889         /*
1890          * We are in the middle of the charge context here, so we
1891          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1892          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1893          *
1894          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1895          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1896          * invocation might not even be necessary.
1897          *
1898          * That's why we don't do anything here except remember the
1899          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1900          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1901          * and when we know whether the fault was overall successful.
1902          */
1903         css_get(&memcg->css);
1904         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1905         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1906         current->memcg_oom.order = order;
1907 }
1908
1909 /**
1910  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1911  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1912  *
1913  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1914  * handler was enabled.
1915  *
1916  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1917  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1918  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1919  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1920  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1921  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1922  *
1923  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1924  * completed, %false otherwise.
1925  */
1926 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1927 {
1928         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1929         struct oom_wait_info owait;
1930         bool locked;
1931
1932         /* OOM is global, do not handle */
1933         if (!memcg)
1934                 return false;
1935
1936         if (!handle)
1937                 goto cleanup;
1938
1939         owait.memcg = memcg;
1940         owait.wait.flags = 0;
1941         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1942         owait.wait.private = current;
1943         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1944
1945         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1946         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1947
1948         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1949
1950         if (locked)
1951                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1952
1953         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1954                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1955                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1956                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1957                                          current->memcg_oom.order);
1958         } else {
1959                 schedule();
1960                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1961                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1962         }
1963
1964         if (locked) {
1965                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1966                 /*
1967                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1968                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1969                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1970                  */
1971                 memcg_oom_recover(memcg);
1972         }
1973 cleanup:
1974         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1975         css_put(&memcg->css);
1976         return true;
1977 }
1978
1979 /**
1980  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1981  * @page: page that is going to change accounted state
1982  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
1983  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
1984  *
1985  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1986  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1987  * being moved to another memcg:
1988  *
1989  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
1990  *   if (TestClearPageState(page))
1991  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1992  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
1993  *
1994  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
1995  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
1996  * because page moving starts with an RCU grace period.
1997  *
1998  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
1999  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2000  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2001  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2002  * account transaction might be complete.
2003  */
2004 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2005                                               bool *locked,
2006                                               unsigned long *flags)
2007 {
2008         struct mem_cgroup *memcg;
2009
2010         rcu_read_lock();
2011
2012         if (mem_cgroup_disabled())
2013                 return NULL;
2014 again:
2015         memcg = page->mem_cgroup;
2016         if (unlikely(!memcg))
2017                 return NULL;
2018
2019         *locked = false;
2020         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2021                 return memcg;
2022
2023         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
2024         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2025                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2026                 goto again;
2027         }
2028         *locked = true;
2029
2030         return memcg;
2031 }
2032
2033 /**
2034  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2035  * @memcg: the memcg that was accounted against
2036  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2037  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2038  */
2039 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool *locked,
2040                               unsigned long *flags)
2041 {
2042         if (memcg && *locked)
2043                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2044
2045         rcu_read_unlock();
2046 }
2047
2048 /**
2049  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2050  * @memcg: memcg to account against
2051  * @idx: page state item to account
2052  * @val: number of pages (positive or negative)
2053  *
2054  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2055  */
2056 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2057                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2058 {
2059         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2060
2061         if (memcg)
2062                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2063 }
2064
2065 /*
2066  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2067  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2068  */
2069 #define CHARGE_BATCH    32U
2070 struct memcg_stock_pcp {
2071         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2072         unsigned int nr_pages;
2073         struct work_struct work;
2074         unsigned long flags;
2075 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2076 };
2077 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2078 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2079
2080 /**
2081  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2082  * @memcg: memcg to consume from.
2083  * @nr_pages: how many pages to charge.
2084  *
2085  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2086  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2087  * service an allocation will refill the stock.
2088  *
2089  * returns true if successful, false otherwise.
2090  */
2091 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2092 {
2093         struct memcg_stock_pcp *stock;
2094         bool ret = false;
2095
2096         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2097                 return ret;
2098
2099         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2100         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2101                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2102                 ret = true;
2103         }
2104         put_cpu_var(memcg_stock);
2105         return ret;
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2110  */
2111 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2112 {
2113         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2114
2115         if (stock->nr_pages) {
2116                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2117                 if (do_swap_account)
2118                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2119                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2120                 stock->nr_pages = 0;
2121         }
2122         stock->cached = NULL;
2123 }
2124
2125 /*
2126  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2127  * a thread which is pinned to local cpu.
2128  */
2129 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2130 {
2131         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2132         drain_stock(stock);
2133         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2134 }
2135
2136 static void __init memcg_stock_init(void)
2137 {
2138         int cpu;
2139
2140         for_each_possible_cpu(cpu) {
2141                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2142                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2143                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2144         }
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2149  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2150  */
2151 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2152 {
2153         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2154
2155         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2156                 drain_stock(stock);
2157                 stock->cached = memcg;
2158         }
2159         stock->nr_pages += nr_pages;
2160         put_cpu_var(memcg_stock);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2165  * of the hierarchy under it.
2166  */
2167 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2168 {
2169         int cpu, curcpu;
2170
2171         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2172         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2173                 return;
2174         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2175         get_online_cpus();
2176         curcpu = get_cpu();
2177         for_each_online_cpu(cpu) {
2178                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2179                 struct mem_cgroup *memcg;
2180
2181                 memcg = stock->cached;
2182                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2183                         continue;
2184                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2185                         continue;
2186                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2187                         if (cpu == curcpu)
2188                                 drain_local_stock(&stock->work);
2189                         else
2190                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2191                 }
2192         }
2193         put_cpu();
2194         put_online_cpus();
2195         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2200  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2201  */
2202 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2203 {
2204         int i;
2205
2206         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2207         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2208                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2209
2210                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2211                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2212         }
2213         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2214                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2215
2216                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2217                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2218         }
2219         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2220 }
2221
2222 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2223                                         unsigned long action,
2224                                         void *hcpu)
2225 {
2226         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2227         struct memcg_stock_pcp *stock;
2228         struct mem_cgroup *iter;
2229
2230         if (action == CPU_ONLINE)
2231                 return NOTIFY_OK;
2232
2233         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2234                 return NOTIFY_OK;
2235
2236         for_each_mem_cgroup(iter)
2237                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2238
2239         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2240         drain_stock(stock);
2241         return NOTIFY_OK;
2242 }
2243
2244 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2245                       unsigned int nr_pages)
2246 {
2247         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2248         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2249         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2250         struct page_counter *counter;
2251         unsigned long nr_reclaimed;
2252         bool may_swap = true;
2253         bool drained = false;
2254         int ret = 0;
2255
2256         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2257                 goto done;
2258 retry:
2259         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2260                 goto done;
2261
2262         if (!do_swap_account ||
2263             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2264                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2265                         goto done_restock;
2266                 if (do_swap_account)
2267                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2268                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2269         } else {
2270                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2271                 may_swap = false;
2272         }
2273
2274         if (batch > nr_pages) {
2275                 batch = nr_pages;
2276                 goto retry;
2277         }
2278
2279         /*
2280          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2281          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2282          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2283          * free their memory.
2284          */
2285         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2286                      fatal_signal_pending(current) ||
2287                      current->flags & PF_EXITING))
2288                 goto bypass;
2289
2290         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2291                 goto nomem;
2292
2293         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2294                 goto nomem;
2295
2296         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2297                                                     gfp_mask, may_swap);
2298
2299         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2300                 goto retry;
2301
2302         if (!drained) {
2303                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2304                 drained = true;
2305                 goto retry;
2306         }
2307
2308         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2309                 goto nomem;
2310         /*
2311          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2312          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2313          * before killing the task.
2314          *
2315          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2316          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2317          * to regular pages anyway in case of failure.
2318          */
2319         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2320                 goto retry;
2321         /*
2322          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2323          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2324          */
2325         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2326                 goto retry;
2327
2328         if (nr_retries--)
2329                 goto retry;
2330
2331         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2332                 goto bypass;
2333
2334         if (fatal_signal_pending(current))
2335                 goto bypass;
2336
2337         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2338 nomem:
2339         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2340                 return -ENOMEM;
2341 bypass:
2342         return -EINTR;
2343
2344 done_restock:
2345         css_get_many(&memcg->css, batch);
2346         if (batch > nr_pages)
2347                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2348 done:
2349         return ret;
2350 }
2351
2352 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2353 {
2354         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2355                 return;
2356
2357         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2358         if (do_swap_account)
2359                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2360
2361         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2362 }
2363
2364 /*
2365  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2366  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2367  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2368  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2369  */
2370 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2371 {
2372         /* ID 0 is unused ID */
2373         if (!id)
2374                 return NULL;
2375         return mem_cgroup_from_id(id);
2376 }
2377
2378 /*
2379  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2380  * @page: the page
2381  *
2382  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2383  *
2384  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2385  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2386  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2387  */
2388 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2389 {
2390         struct mem_cgroup *memcg;
2391         unsigned short id;
2392         swp_entry_t ent;
2393
2394         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2395
2396         memcg = page->mem_cgroup;
2397         if (memcg) {
2398                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2399                         memcg = NULL;
2400         } else if (PageSwapCache(page)) {
2401                 ent.val = page_private(page);
2402                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2403                 rcu_read_lock();
2404                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2405                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2406                         memcg = NULL;
2407                 rcu_read_unlock();
2408         }
2409         return memcg;
2410 }
2411
2412 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2413 {
2414         struct zone *zone = page_zone(page);
2415
2416         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2417         if (PageLRU(page)) {
2418                 struct lruvec *lruvec;
2419
2420                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2421                 ClearPageLRU(page);
2422                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2423                 *isolated = 1;
2424         } else
2425                 *isolated = 0;
2426 }
2427
2428 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2429 {
2430         struct zone *zone = page_zone(page);
2431
2432         if (isolated) {
2433                 struct lruvec *lruvec;
2434
2435                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2436                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2437                 SetPageLRU(page);
2438                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2439         }
2440         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2441 }
2442
2443 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2444                           bool lrucare)
2445 {
2446         int isolated;
2447
2448         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2449
2450         /*
2451          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2452          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2453          */
2454         if (lrucare)
2455                 lock_page_lru(page, &isolated);
2456
2457         /*
2458          * Nobody should be changing or seriously looking at
2459          * page->mem_cgroup at this point:
2460          *
2461          * - the page is uncharged
2462          *
2463          * - the page is off-LRU
2464          *
2465          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2466          *   a locked page table
2467          *
2468          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2469          *   have the page locked
2470          */
2471         page->mem_cgroup = memcg;
2472
2473         if (lrucare)
2474                 unlock_page_lru(page, isolated);
2475 }
2476
2477 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2478 /*
2479  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2480  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2481  */
2482 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2483
2484 /*
2485  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2486  * in the memcg_cache_params struct.
2487  */
2488 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2489 {
2490         struct kmem_cache *cachep;
2491
2492         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2493         cachep = p->root_cache;
2494         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2495 }
2496
2497 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2498                              unsigned long nr_pages)
2499 {
2500         struct page_counter *counter;
2501         int ret = 0;
2502
2503         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2504         if (ret < 0)
2505                 return ret;
2506
2507         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2508         if (ret == -EINTR)  {
2509                 /*
2510                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2511                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2512                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2513                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2514                  * perspective, the cache has already been selected, by
2515                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2516                  * our minds.
2517                  *
2518                  * This condition will only trigger if the task entered
2519                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2520                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2521                  * when the allocation triggers should have been already
2522                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2523                  */
2524                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2525                 if (do_swap_account)
2526                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2527                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2528                 ret = 0;
2529         } else if (ret)
2530                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2531
2532         return ret;
2533 }
2534
2535 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2536                                 unsigned long nr_pages)
2537 {
2538         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2539         if (do_swap_account)
2540                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2541
2542         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2543
2544         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2545 }
2546
2547 /*
2548  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2549  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2550  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2551  */
2552 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2553 {
2554         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2555 }
2556
2557 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2558 {
2559         int id, size;
2560         int err;
2561
2562         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2563                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2564         if (id < 0)
2565                 return id;
2566
2567         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2568                 return id;
2569
2570         /*
2571          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2572          * so we have to grow them.
2573          */
2574
2575         size = 2 * (id + 1);
2576         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2577                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2578         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2579                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2580
2581         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2582         err = memcg_update_all_caches(size);
2583         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2584
2585         if (err) {
2586                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2587                 return err;
2588         }
2589         return id;
2590 }
2591
2592 static void memcg_free_cache_id(int id)
2593 {
2594         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2595 }
2596
2597 /*
2598  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2599  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2600  * calling this.
2601  */
2602 void memcg_update_array_size(int num)
2603 {
2604         memcg_limited_groups_array_size = num;
2605 }
2606
2607 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2608                                  struct kmem_cache *root_cache)
2609 {
2610         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2611                                                      memcg_slab_mutex */
2612         struct kmem_cache *cachep;
2613         int id;
2614
2615         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2616
2617         id = memcg_cache_id(memcg);
2618
2619         /*
2620          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2621          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2622          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2623          */
2624         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2625                 return;
2626
2627         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2628         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2629         /*
2630          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2631          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2632          * cache.
2633          */
2634         if (!cachep)
2635                 return;
2636
2637         css_get(&memcg->css);
2638         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2639
2640         /*
2641          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2642          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2643          * initialized.
2644          */
2645         smp_wmb();
2646
2647         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2648         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2649 }
2650
2651 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2652 {
2653         struct kmem_cache *root_cache;
2654         struct mem_cgroup *memcg;
2655         int id;
2656
2657         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2658
2659         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2660
2661         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2662         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2663         id = memcg_cache_id(memcg);
2664
2665         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2666         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2667
2668         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2669
2670         kmem_cache_destroy(cachep);
2671
2672         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2673         css_put(&memcg->css);
2674 }
2675
2676 /*
2677  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2678  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2679  * enqueing new caches to be created.
2680  *
2681  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2682  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2683  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2684  * objects during debug.
2685  *
2686  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2687  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2688  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2689  * cache again, failing at the same point.
2690  *
2691  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2692  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2693  * inside the following two functions.
2694  */
2695 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2696 {
2697         VM_BUG_ON(!current->mm);
2698         current->memcg_kmem_skip_account++;
2699 }
2700
2701 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2702 {
2703         VM_BUG_ON(!current->mm);
2704         current->memcg_kmem_skip_account--;
2705 }
2706
2707 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2708 {
2709         struct kmem_cache *c;
2710         int i, failed = 0;
2711
2712         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2713         for_each_memcg_cache_index(i) {
2714                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2715                 if (!c)
2716                         continue;
2717
2718                 memcg_unregister_cache(c);
2719
2720                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2721                         failed++;
2722         }
2723         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2724         return failed;
2725 }
2726
2727 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2728 {
2729         struct kmem_cache *cachep;
2730         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2731
2732         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2733                 return;
2734
2735         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2736         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2737                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2738                 kmem_cache_shrink(cachep);
2739                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2740                         memcg_unregister_cache(cachep);
2741         }
2742         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2743 }
2744
2745 struct memcg_register_cache_work {
2746         struct mem_cgroup *memcg;
2747         struct kmem_cache *cachep;
2748         struct work_struct work;
2749 };
2750
2751 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2752 {
2753         struct memcg_register_cache_work *cw =
2754                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2755         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2756         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2757
2758         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2759         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2760         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2761
2762         css_put(&memcg->css);
2763         kfree(cw);
2764 }
2765
2766 /*
2767  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2768  */
2769 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2770                                             struct kmem_cache *cachep)
2771 {
2772         struct memcg_register_cache_work *cw;
2773
2774         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2775         if (cw == NULL) {
2776                 css_put(&memcg->css);
2777                 return;
2778         }
2779
2780         cw->memcg = memcg;
2781         cw->cachep = cachep;
2782
2783         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
2784         schedule_work(&cw->work);
2785 }
2786
2787 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2788                                           struct kmem_cache *cachep)
2789 {
2790         /*
2791          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2792          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2793          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
2794          *
2795          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2796          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2797          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2798          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2799          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2800          */
2801         memcg_stop_kmem_account();
2802         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2803         memcg_resume_kmem_account();
2804 }
2805
2806 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
2807 {
2808         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2809         int res;
2810
2811         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
2812         if (!res)
2813                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2814         return res;
2815 }
2816
2817 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
2818 {
2819         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2820
2821         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
2822         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2827  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2828  *
2829  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2830  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2831  * in a workqueue.
2832  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2833  * the original cache.
2834  *
2835  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2836  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2837  */
2838 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
2839                                           gfp_t gfp)
2840 {
2841         struct mem_cgroup *memcg;
2842         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2843
2844         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
2845         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
2846
2847         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2848                 return cachep;
2849
2850         rcu_read_lock();
2851         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
2852
2853         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2854                 goto out;
2855
2856         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
2857         if (likely(memcg_cachep)) {
2858                 cachep = memcg_cachep;
2859                 goto out;
2860         }
2861
2862         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
2863         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2864                 goto out;
2865         rcu_read_unlock();
2866
2867         /*
2868          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2869          * context), we could be be predictable and return right away.
2870          * This would guarantee that the allocation being performed
2871          * already belongs in the new cache.
2872          *
2873          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2874          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2875          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2876          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2877          * defer everything.
2878          */
2879         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2880         return cachep;
2881 out:
2882         rcu_read_unlock();
2883         return cachep;
2884 }
2885
2886 /*
2887  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2888  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2889  * need a further commit step to do the final arrangements.
2890  *
2891  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2892  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2893  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2894  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2895  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2896  * the compiled-out case as well.
2897  *
2898  * Returning true means the allocation is possible.
2899  */
2900 bool
2901 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2902 {
2903         struct mem_cgroup *memcg;
2904         int ret;
2905
2906         *_memcg = NULL;
2907
2908         /*
2909          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
2910          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
2911          * check here, since direct calls to the page allocator that are
2912          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
2913          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
2914          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
2915          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
2916          * altogether.
2917          *
2918          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
2919          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
2920          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
2921          * the SLUB allocator:
2922          *
2923          *      memcg_stop_kmem_account();
2924          *      kmalloc(<large_number>)
2925          *      memcg_resume_kmem_account();
2926          *
2927          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
2928          * since it will drive us directly to this function without passing
2929          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
2930          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
2931          * cache arrays. We bring this test here.
2932          */
2933         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2934                 return true;
2935
2936         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2937
2938         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2939                 css_put(&memcg->css);
2940                 return true;
2941         }
2942
2943         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2944         if (!ret)
2945                 *_memcg = memcg;
2946
2947         css_put(&memcg->css);
2948         return (ret == 0);
2949 }
2950
2951 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2952                               int order)
2953 {
2954         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2955
2956         /* The page allocation failed. Revert */
2957         if (!page) {
2958                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2959                 return;
2960         }
2961         page->mem_cgroup = memcg;
2962 }
2963
2964 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2965 {
2966         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2967
2968         if (!memcg)
2969                 return;
2970
2971         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2972
2973         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2974         page->mem_cgroup = NULL;
2975 }
2976 #else
2977 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2978 {
2979 }
2980 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2981
2982 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2983
2984 /*
2985  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2986  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2987  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2988  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2989  */
2990 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2991 {
2992         int i;
2993
2994         if (mem_cgroup_disabled())
2995                 return;
2996
2997         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2998                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2999
3000         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3001                        HPAGE_PMD_NR);
3002 }
3003 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3004
3005 /**
3006  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3007  * @page: the page
3008  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3009  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3010  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3011  *
3012  * The caller must confirm following.
3013  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3014  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3015  *
3016  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3017  * from old cgroup.
3018  */
3019 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3020                                    unsigned int nr_pages,
3021                                    struct mem_cgroup *from,
3022                                    struct mem_cgroup *to)
3023 {
3024         unsigned long flags;
3025         int ret;
3026
3027         VM_BUG_ON(from == to);
3028         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3029         /*
3030          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3031          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3032          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3033          * hold it.
3034          */
3035         ret = -EBUSY;
3036         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3037                 goto out;
3038
3039         /*
3040          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
3041          * of its source page while we change it: page migration takes
3042          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3043          */
3044         if (!trylock_page(page))
3045                 goto out;
3046
3047         ret = -EINVAL;
3048         if (page->mem_cgroup != from)
3049                 goto out_unlock;
3050
3051         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
3052
3053         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3054                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3055                                nr_pages);
3056                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3057                                nr_pages);
3058         }
3059
3060         if (PageWriteback(page)) {
3061                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3062                                nr_pages);
3063                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3064                                nr_pages);
3065         }
3066
3067         /*
3068          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
3069          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3070          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3071          */
3072
3073         /* caller should have done css_get */
3074         page->mem_cgroup = to;
3075         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
3076
3077         ret = 0;
3078
3079         local_irq_disable();
3080         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3081         memcg_check_events(to, page);
3082         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3083         memcg_check_events(from, page);
3084         local_irq_enable();
3085 out_unlock:
3086         unlock_page(page);
3087 out:
3088         return ret;
3089 }
3090
3091 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3092 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3093                                          bool charge)
3094 {
3095         int val = (charge) ? 1 : -1;
3096         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3097 }
3098
3099 /**
3100  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3101  * @entry: swap entry to be moved
3102  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3103  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3104  *
3105  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3106  * as the mem_cgroup's id of @from.
3107  *
3108  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3109  *
3110  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3111  * both res and memsw, and called css_get().
3112  */
3113 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3114                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3115 {
3116         unsigned short old_id, new_id;
3117
3118         old_id = mem_cgroup_id(from);
3119         new_id = mem_cgroup_id(to);
3120
3121         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3122                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3123                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3124                 /*
3125                  * This function is only called from task migration context now.
3126                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3127                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3128                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3129                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3130                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3131                  *
3132                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3133                  * alive, so we can just call css_get().
3134                  */
3135                 css_get(&to->css);
3136                 return 0;
3137         }
3138         return -EINVAL;
3139 }
3140 #else
3141 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3142                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3143 {
3144         return -EINVAL;
3145 }
3146 #endif
3147
3148 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3149
3150 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3151                                    unsigned long limit)
3152 {
3153         unsigned long curusage;
3154         unsigned long oldusage;
3155         bool enlarge = false;
3156         int retry_count;
3157         int ret;
3158
3159         /*
3160          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3161          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3162          * of # of children which we should visit in this loop.
3163          */
3164         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3165                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3166
3167         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3168
3169         do {
3170                 if (signal_pending(current)) {
3171                         ret = -EINTR;
3172                         break;
3173                 }
3174
3175                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3176                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3177                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3178                         ret = -EINVAL;
3179                         break;
3180                 }
3181                 if (limit > memcg->memory.limit)
3182                         enlarge = true;
3183                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3184                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3185
3186                 if (!ret)
3187                         break;
3188
3189                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3190
3191                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3192                 /* Usage is reduced ? */
3193                 if (curusage >= oldusage)
3194                         retry_count--;
3195                 else
3196                         oldusage = curusage;
3197         } while (retry_count);
3198
3199         if (!ret && enlarge)
3200                 memcg_oom_recover(memcg);
3201
3202         return ret;
3203 }
3204
3205 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3206                                          unsigned long limit)
3207 {
3208         unsigned long curusage;
3209         unsigned long oldusage;
3210         bool enlarge = false;
3211         int retry_count;
3212         int ret;
3213
3214         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3215         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3216                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3217
3218         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3219
3220         do {
3221                 if (signal_pending(current)) {
3222                         ret = -EINTR;
3223                         break;
3224                 }
3225
3226                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3227                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3228                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3229                         ret = -EINVAL;
3230                         break;
3231                 }
3232                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3233                         enlarge = true;
3234                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3235                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3236
3237                 if (!ret)
3238                         break;
3239
3240                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3241
3242                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3243                 /* Usage is reduced ? */
3244                 if (curusage >= oldusage)
3245                         retry_count--;
3246                 else
3247                         oldusage = curusage;
3248         } while (retry_count);
3249
3250         if (!ret && enlarge)
3251                 memcg_oom_recover(memcg);
3252
3253         return ret;
3254 }
3255
3256 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3257                                             gfp_t gfp_mask,
3258                                             unsigned long *total_scanned)
3259 {
3260         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3261         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3262         unsigned long reclaimed;
3263         int loop = 0;
3264         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3265         unsigned long excess;
3266         unsigned long nr_scanned;
3267
3268         if (order > 0)
3269                 return 0;
3270
3271         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3272         /*
3273          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3274          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3275          * pressure
3276          */
3277         do {
3278                 if (next_mz)
3279                         mz = next_mz;
3280                 else
3281                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3282                 if (!mz)
3283                         break;
3284
3285                 nr_scanned = 0;
3286                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3287                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3288                 nr_reclaimed += reclaimed;
3289                 *total_scanned += nr_scanned;
3290                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3291                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3292
3293                 /*
3294                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3295                  * it is time to move on to the next cgroup
3296                  */
3297                 next_mz = NULL;
3298                 if (!reclaimed)
3299                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3300
3301                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3302                 /*
3303                  * One school of thought says that we should not add
3304                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3305                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3306                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3307                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3308                  * term TODO.
3309                  */
3310                 /* If excess == 0, no tree ops */
3311                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3312                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3313                 css_put(&mz->memcg->css);
3314                 loop++;
3315                 /*
3316                  * Could not reclaim anything and there are no more
3317                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3318                  * reclaiming anything.
3319                  */
3320                 if (!nr_reclaimed &&
3321                         (next_mz == NULL ||
3322                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3323                         break;
3324         } while (!nr_reclaimed);
3325         if (next_mz)
3326                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3327         return nr_reclaimed;
3328 }
3329
3330 /*
3331  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3332  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3333  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3334  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3335  */
3336 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3337 {
3338         bool ret;
3339
3340         /*
3341          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3342          * it prevents a new child from being initialized based on this
3343          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3344          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3345          */
3346         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3347
3348         rcu_read_lock();
3349         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3350         rcu_read_unlock();
3351         return ret;
3352 }
3353
3354 /*
3355  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3356  * the rest to the parent.
3357  *
3358  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3359  */
3360 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3361 {
3362         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3363
3364         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3365         lru_add_drain_all();
3366         /* try to free all pages in this cgroup */
3367         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3368                 int progress;
3369
3370                 if (signal_pending(current))
3371                         return -EINTR;
3372
3373                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3374                                                         GFP_KERNEL, true);
3375                 if (!progress) {
3376                         nr_retries--;
3377                         /* maybe some writeback is necessary */
3378                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3379                 }
3380
3381         }
3382
3383         return 0;
3384 }
3385
3386 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3387                                             char *buf, size_t nbytes,
3388                                             loff_t off)
3389 {
3390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3391
3392         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3393                 return -EINVAL;
3394         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3395 }
3396
3397 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3398                                      struct cftype *cft)
3399 {
3400         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3401 }
3402
3403 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3404                                       struct cftype *cft, u64 val)
3405 {
3406         int retval = 0;
3407         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3408         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3409
3410         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3411
3412         if (memcg->use_hierarchy == val)
3413                 goto out;
3414
3415         /*
3416          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3417          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3418          * occur, provided the current cgroup has no children.
3419          *
3420          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3421          * set if there are no children.
3422          */
3423         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3424                                 (val == 1 || val == 0)) {
3425                 if (!memcg_has_children(memcg))
3426                         memcg->use_hierarchy = val;
3427                 else
3428                         retval = -EBUSY;
3429         } else
3430                 retval = -EINVAL;
3431
3432 out:
3433         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3434
3435         return retval;
3436 }
3437
3438 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3439                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3440 {
3441         struct mem_cgroup *iter;
3442         long val = 0;
3443
3444         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3445         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3446                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3447
3448         if (val < 0) /* race ? */
3449                 val = 0;
3450         return val;
3451 }
3452
3453 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3454 {
3455         u64 val;
3456
3457         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3458                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3459                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3460                 if (swap)
3461                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3462         } else {
3463                 if (!swap)
3464                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3465                 else
3466                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3467         }
3468         return val << PAGE_SHIFT;
3469 }
3470
3471 enum {
3472         RES_USAGE,
3473         RES_LIMIT,
3474         RES_MAX_USAGE,
3475         RES_FAILCNT,
3476         RES_SOFT_LIMIT,
3477 };
3478
3479 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3480                                struct cftype *cft)
3481 {
3482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3483         struct page_counter *counter;
3484
3485         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3486         case _MEM:
3487                 counter = &memcg->memory;
3488                 break;
3489         case _MEMSWAP:
3490                 counter = &memcg->memsw;
3491                 break;
3492         case _KMEM:
3493                 counter = &memcg->kmem;
3494                 break;
3495         default:
3496                 BUG();
3497         }
3498
3499         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3500         case RES_USAGE:
3501                 if (counter == &memcg->memory)
3502                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3503                 if (counter == &memcg->memsw)
3504                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3505                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3506         case RES_LIMIT:
3507                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3508         case RES_MAX_USAGE:
3509                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3510         case RES_FAILCNT:
3511                 return counter->failcnt;
3512         case RES_SOFT_LIMIT:
3513                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3514         default:
3515                 BUG();
3516         }
3517 }
3518
3519 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3520 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3521                                unsigned long nr_pages)
3522 {
3523         int err = 0;
3524         int memcg_id;
3525
3526         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3527                 return 0;
3528
3529         /*
3530          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3531          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3532          * already joined.
3533          *
3534          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3535          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3536          * place, which makes the value quite meaningless.
3537          *
3538          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3539          * of course permitted.
3540          */
3541         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3542         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3543             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3544                 err = -EBUSY;
3545         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3546         if (err)
3547                 goto out;
3548
3549         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3550         if (memcg_id < 0) {
3551                 err = memcg_id;
3552                 goto out;
3553         }
3554
3555         /*
3556          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
3557          * activated yet, so this should succeed.
3558          */
3559         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3560         VM_BUG_ON(err);
3561
3562         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3563         /*
3564          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
3565          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3566          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3567          * patched.
3568          */
3569         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3570 out:
3571         return err;
3572 }
3573
3574 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3575                                    unsigned long limit)
3576 {
3577         int ret;
3578
3579         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3580         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3581                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3582         else
3583                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3584         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3585         return ret;
3586 }
3587
3588 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3589 {
3590         int ret = 0;
3591         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3592
3593         if (!parent)
3594                 return 0;
3595
3596         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3597         /*
3598          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3599          * after this point, because it has at least one child already.
3600          */
3601         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3602                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3603         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3604         return ret;
3605 }
3606 #else
3607 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3608                                    unsigned long limit)
3609 {
3610         return -EINVAL;
3611 }
3612 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3613
3614 /*
3615  * The user of this function is...
3616  * RES_LIMIT.
3617  */
3618 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3619                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3620 {
3621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3622         unsigned long nr_pages;
3623         int ret;
3624
3625         buf = strstrip(buf);
3626         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3627         if (ret)
3628                 return ret;
3629
3630         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3631         case RES_LIMIT:
3632                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3633                         ret = -EINVAL;
3634                         break;
3635                 }
3636                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3637                 case _MEM:
3638                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3639                         break;
3640                 case _MEMSWAP:
3641                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3642                         break;
3643                 case _KMEM:
3644                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3645                         break;
3646                 }
3647                 break;
3648         case RES_SOFT_LIMIT:
3649                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3650                 ret = 0;
3651                 break;
3652         }
3653         return ret ?: nbytes;
3654 }
3655
3656 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3657                                 size_t nbytes, loff_t off)
3658 {
3659         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3660         struct page_counter *counter;
3661
3662         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3663         case _MEM:
3664                 counter = &memcg->memory;
3665                 break;
3666         case _MEMSWAP:
3667                 counter = &memcg->memsw;
3668                 break;
3669         case _KMEM:
3670                 counter = &memcg->kmem;
3671                 break;
3672         default:
3673                 BUG();
3674         }
3675
3676         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3677         case RES_MAX_USAGE:
3678                 page_counter_reset_watermark(counter);
3679                 break;
3680         case RES_FAILCNT:
3681                 counter->failcnt = 0;
3682                 break;
3683         default:
3684                 BUG();
3685         }
3686
3687         return nbytes;
3688 }
3689
3690 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3691                                         struct cftype *cft)
3692 {
3693         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3694 }
3695
3696 #ifdef CONFIG_MMU
3697 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3698                                         struct cftype *cft, u64 val)
3699 {
3700         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3701
3702         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3703                 return -EINVAL;
3704
3705         /*
3706          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3707          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3708          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3709          * affect task migrations starting after the change.
3710          */
3711         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3712         return 0;
3713 }
3714 #else
3715 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3716                                         struct cftype *cft, u64 val)
3717 {
3718         return -ENOSYS;
3719 }
3720 #endif
3721
3722 #ifdef CONFIG_NUMA
3723 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3724 {
3725         struct numa_stat {
3726                 const char *name;
3727                 unsigned int lru_mask;
3728         };
3729
3730         static const struct numa_stat stats[] = {
3731                 { "total", LRU_ALL },
3732                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3733                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3734                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3735         };
3736         const struct numa_stat *stat;
3737         int nid;
3738         unsigned long nr;
3739         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3740
3741         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3742                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3743                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3744                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3745                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3746                                                           stat->lru_mask);
3747                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3748                 }
3749                 seq_putc(m, '\n');
3750         }
3751
3752         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3753                 struct mem_cgroup *iter;
3754
3755                 nr = 0;
3756                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3757                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3758                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3759                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3760                         nr = 0;
3761                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3762                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3763                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3764                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3765                 }
3766                 seq_putc(m, '\n');
3767         }
3768
3769         return 0;
3770 }
3771 #endif /* CONFIG_NUMA */
3772
3773 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
3774 {
3775         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3776 }
3777
3778 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3779 {
3780         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3781         unsigned long memory, memsw;
3782         struct mem_cgroup *mi;
3783         unsigned int i;
3784
3785         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3786                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3787                         continue;
3788                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3789                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3790         }
3791
3792         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3793                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3794                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3795
3796         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3797                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3798                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3799
3800         /* Hierarchical information */
3801         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3802         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3803                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3804                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3805         }
3806         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3807                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3808         if (do_swap_account)
3809                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3810                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3811
3812         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3813                 long long val = 0;
3814
3815                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3816                         continue;
3817                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3818                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3819                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3820         }
3821
3822         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3823                 unsigned long long val = 0;
3824
3825                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3826                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3827                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3828                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3829         }
3830
3831         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3832                 unsigned long long val = 0;
3833
3834                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3835                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3836                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3837         }
3838
3839 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3840         {
3841                 int nid, zid;
3842                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3843                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3844                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3845                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3846
3847                 for_each_online_node(nid)
3848                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3849                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3850                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3851
3852                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3853                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3854                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3855                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3856                         }
3857                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3858                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3859                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3860                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3861         }
3862 #endif
3863
3864         return 0;
3865 }
3866
3867 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3868                                       struct cftype *cft)
3869 {
3870         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3871
3872         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3873 }
3874
3875 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3876                                        struct cftype *cft, u64 val)
3877 {
3878         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3879
3880         if (val > 100)
3881                 return -EINVAL;
3882
3883         if (css->parent)
3884                 memcg->swappiness = val;
3885         else
3886                 vm_swappiness = val;
3887
3888         return 0;
3889 }
3890
3891 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3892 {
3893         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3894         unsigned long usage;
3895         int i;
3896
3897         rcu_read_lock();
3898         if (!swap)
3899                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3900         else
3901                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3902
3903         if (!t)
3904                 goto unlock;
3905
3906         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3907
3908         /*
3909          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3910          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3911          * call of __mem_cgroup_threshold().
3912          */
3913         i = t->current_threshold;
3914
3915         /*
3916          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3917          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3918          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3919          * only one element of the array here.
3920          */
3921         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3922                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3923
3924         /* i = current_threshold + 1 */
3925         i++;
3926
3927         /*
3928          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3929          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3930          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3931          * only one element of the array here.
3932          */
3933         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3934                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3935
3936         /* Update current_threshold */
3937         t->current_threshold = i - 1;
3938 unlock:
3939         rcu_read_unlock();
3940 }
3941
3942 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3943 {
3944         while (memcg) {
3945                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3946                 if (do_swap_account)
3947                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3948
3949                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3950         }
3951 }
3952
3953 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3954 {
3955         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3956         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3957
3958         if (_a->threshold > _b->threshold)
3959                 return 1;
3960
3961         if (_a->threshold < _b->threshold)
3962                 return -1;
3963
3964         return 0;
3965 }
3966
3967 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3968 {
3969         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3970
3971         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3972
3973         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3974                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3975
3976         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3977         return 0;
3978 }
3979
3980 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *iter;
3983
3984         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3985                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3986 }
3987
3988 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3989         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3990 {
3991         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3992         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3993         unsigned long threshold;
3994         unsigned long usage;
3995         int i, size, ret;
3996
3997         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
3998         if (ret)
3999                 return ret;
4000
4001         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4002
4003         if (type == _MEM) {
4004                 thresholds = &memcg->thresholds;
4005                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4006         } else if (type == _MEMSWAP) {
4007                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4008                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4009         } else
4010                 BUG();
4011
4012         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4013         if (thresholds->primary)
4014                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4015
4016         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4017
4018         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4019         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4020                         GFP_KERNEL);
4021         if (!new) {
4022                 ret = -ENOMEM;
4023                 goto unlock;
4024         }
4025         new->size = size;
4026
4027         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4028         if (thresholds->primary) {
4029                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4030                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4031         }
4032
4033         /* Add new threshold */
4034         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4035         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4036
4037         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4038         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4039                         compare_thresholds, NULL);
4040
4041         /* Find current threshold */
4042         new->current_threshold = -1;
4043         for (i = 0; i < size; i++) {
4044                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4045                         /*
4046                          * new->current_threshold will not be used until
4047                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4048                          * it here.
4049                          */
4050                         ++new->current_threshold;
4051                 } else
4052                         break;
4053         }
4054
4055         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4056         kfree(thresholds->spare);
4057         thresholds->spare = thresholds->primary;
4058
4059         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4060
4061         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4062         synchronize_rcu();
4063
4064 unlock:
4065         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4066
4067         return ret;
4068 }
4069
4070 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4071         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4072 {
4073         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4074 }
4075
4076 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4077         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4078 {
4079         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4080 }
4081
4082 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4083         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4084 {
4085         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4086         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4087         unsigned long usage;
4088         int i, j, size;
4089
4090         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4091
4092         if (type == _MEM) {
4093                 thresholds = &memcg->thresholds;
4094                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4095         } else if (type == _MEMSWAP) {
4096                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4097                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4098         } else
4099                 BUG();
4100
4101         if (!thresholds->primary)
4102                 goto unlock;
4103
4104         /* Check if a threshold crossed before removing */
4105         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4106
4107         /* Calculate new number of threshold */
4108         size = 0;
4109         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4110                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4111                         size++;
4112         }
4113
4114         new = thresholds->spare;
4115
4116         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4117         if (!size) {
4118                 kfree(new);
4119                 new = NULL;
4120                 goto swap_buffers;
4121         }
4122
4123         new->size = size;
4124
4125         /* Copy thresholds and find current threshold */
4126         new->current_threshold = -1;
4127         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4128                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4129                         continue;
4130
4131                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4132                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4133                         /*
4134                          * new->current_threshold will not be used
4135                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4136                          * it here.
4137                          */
4138                         ++new->current_threshold;
4139                 }
4140                 j++;
4141         }
4142
4143 swap_buffers:
4144         /* Swap primary and spare array */
4145         thresholds->spare = thresholds->primary;
4146         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4147         if (!new) {
4148                 kfree(thresholds->spare);
4149                 thresholds->spare = NULL;
4150         }
4151
4152         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4153
4154         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4155         synchronize_rcu();
4156 unlock:
4157         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4158 }
4159
4160 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4161         struct eventfd_ctx *eventfd)
4162 {
4163         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4164 }
4165
4166 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4167         struct eventfd_ctx *eventfd)
4168 {
4169         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4170 }
4171
4172 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4173         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4174 {
4175         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4176
4177         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4178         if (!event)
4179                 return -ENOMEM;
4180
4181         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4182
4183         event->eventfd = eventfd;
4184         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4185
4186         /* already in OOM ? */
4187         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4188                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4189         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4190
4191         return 0;
4192 }
4193
4194 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4195         struct eventfd_ctx *eventfd)
4196 {
4197         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4198
4199         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4200
4201         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4202                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4203                         list_del(&ev->list);
4204                         kfree(ev);
4205                 }
4206         }
4207
4208         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4209 }
4210
4211 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4212 {
4213         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4214
4215         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4216         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4217         return 0;
4218 }
4219
4220 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4221         struct cftype *cft, u64 val)
4222 {
4223         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4224
4225         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4226         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4227                 return -EINVAL;
4228
4229         memcg->oom_kill_disable = val;
4230         if (!val)
4231                 memcg_oom_recover(memcg);
4232
4233         return 0;
4234 }
4235
4236 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4237 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4238 {
4239         int ret;
4240
4241         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4242         if (ret)
4243                 return ret;
4244
4245         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4246 }
4247
4248 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4249 {
4250         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4251 }
4252 #else
4253 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4254 {
4255         return 0;
4256 }
4257
4258 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4259 {
4260 }
4261 #endif
4262
4263 /*
4264  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4265  *
4266  * "cgroup.event_control" implementation.
4267  *
4268  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4269  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4270  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4271  *
4272  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4273  * possible.
4274  */
4275
4276 /*
4277  * Unregister event and free resources.
4278  *
4279  * Gets called from workqueue.
4280  */
4281 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4282 {
4283         struct mem_cgroup_event *event =
4284                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4285         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4286
4287         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4288
4289         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4290
4291         /* Notify userspace the event is going away. */
4292         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4293
4294         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4295         kfree(event);
4296         css_put(&memcg->css);
4297 }
4298
4299 /*
4300  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4301  *
4302  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4303  */
4304 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4305                             int sync, void *key)
4306 {
4307         struct mem_cgroup_event *event =
4308                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4309         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4310         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4311
4312         if (flags & POLLHUP) {
4313                 /*
4314                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4315                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4316                  * for us.
4317                  *
4318                  * We can't race against event freeing since the other
4319                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4320                  * which we hold.
4321                  */
4322                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4323                 if (!list_empty(&event->list)) {
4324                         list_del_init(&event->list);
4325                         /*
4326                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4327                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4328                          */
4329                         schedule_work(&event->remove);
4330                 }
4331                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4332         }
4333
4334         return 0;
4335 }
4336
4337 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4338                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4339 {
4340         struct mem_cgroup_event *event =
4341                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4342
4343         event->wqh = wqh;
4344         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4345 }
4346
4347 /*
4348  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4349  *
4350  * Parse input and register new cgroup event handler.
4351  *
4352  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4353  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4354  */
4355 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4356                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4357 {
4358         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4360         struct mem_cgroup_event *event;
4361         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4362         unsigned int efd, cfd;
4363         struct fd efile;
4364         struct fd cfile;
4365         const char *name;
4366         char *endp;
4367         int ret;
4368
4369         buf = strstrip(buf);
4370
4371         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4372         if (*endp != ' ')
4373                 return -EINVAL;
4374         buf = endp + 1;
4375
4376         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4377         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4378                 return -EINVAL;
4379         buf = endp + 1;
4380
4381         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4382         if (!event)
4383                 return -ENOMEM;
4384
4385         event->memcg = memcg;
4386         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4387         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4388         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4389         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4390
4391         efile = fdget(efd);
4392         if (!efile.file) {
4393                 ret = -EBADF;
4394                 goto out_kfree;
4395         }
4396
4397         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4398         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4399                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4400                 goto out_put_efile;
4401         }
4402
4403         cfile = fdget(cfd);
4404         if (!cfile.file) {
4405                 ret = -EBADF;
4406                 goto out_put_eventfd;
4407         }
4408
4409         /* the process need read permission on control file */
4410         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4411         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4412         if (ret < 0)
4413                 goto out_put_cfile;
4414
4415         /*
4416          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4417          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4418          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4419          * is for compatibility anyway.
4420          *
4421          * DO NOT ADD NEW FILES.
4422          */
4423         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4424
4425         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4426                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4427                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4428         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4429                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4430                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4431         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4432                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4433                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4434         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4435                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4436                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4437         } else {
4438                 ret = -EINVAL;
4439                 goto out_put_cfile;
4440         }
4441
4442         /*
4443          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4444          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4445          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4446          */
4447         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4448                                                &memory_cgrp_subsys);
4449         ret = -EINVAL;
4450         if (IS_ERR(cfile_css))
4451                 goto out_put_cfile;
4452         if (cfile_css != css) {
4453                 css_put(cfile_css);
4454                 goto out_put_cfile;
4455         }
4456
4457         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4458         if (ret)
4459                 goto out_put_css;
4460
4461         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4462
4463         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4464         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4465         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4466
4467         fdput(cfile);
4468         fdput(efile);
4469
4470         return nbytes;
4471
4472 out_put_css:
4473         css_put(css);
4474 out_put_cfile:
4475         fdput(cfile);
4476 out_put_eventfd:
4477         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4478 out_put_efile:
4479         fdput(efile);
4480 out_kfree:
4481         kfree(event);
4482
4483         return ret;
4484 }
4485
4486 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4487         {
4488                 .name = "usage_in_bytes",
4489                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4490                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4491         },
4492         {
4493                 .name = "max_usage_in_bytes",
4494                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4495                 .write = mem_cgroup_reset,
4496                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4497         },
4498         {
4499                 .name = "limit_in_bytes",
4500                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4501                 .write = mem_cgroup_write,
4502                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4503         },
4504         {
4505                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4506                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4507                 .write = mem_cgroup_write,
4508                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4509         },
4510         {
4511                 .name = "failcnt",
4512                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4513                 .write = mem_cgroup_reset,
4514                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4515         },
4516         {
4517                 .name = "stat",
4518                 .seq_show = memcg_stat_show,
4519         },
4520         {
4521                 .name = "force_empty",
4522                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4523         },
4524         {
4525                 .name = "use_hierarchy",
4526                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4527                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4528         },
4529         {
4530                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4531                 .write = memcg_write_event_control,
4532                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4533                 .mode = S_IWUGO,
4534         },
4535         {
4536                 .name = "swappiness",
4537                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4538                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4539         },
4540         {
4541                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4542                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4543                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4544         },
4545         {
4546                 .name = "oom_control",
4547                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4548                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4549                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4550         },
4551         {
4552                 .name = "pressure_level",
4553         },
4554 #ifdef CONFIG_NUMA
4555         {
4556                 .name = "numa_stat",
4557                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4558         },
4559 #endif
4560 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4561         {
4562                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4563                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4564                 .write = mem_cgroup_write,
4565                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4566         },
4567         {
4568                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4569                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4570                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4571         },
4572         {
4573                 .name = "kmem.failcnt",
4574                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4575                 .write = mem_cgroup_reset,
4576                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4577         },
4578         {
4579                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4580                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4581                 .write = mem_cgroup_reset,
4582                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4583         },
4584 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4585         {
4586                 .name = "kmem.slabinfo",
4587                 .seq_start = slab_start,
4588                 .seq_next = slab_next,
4589                 .seq_stop = slab_stop,
4590                 .seq_show = memcg_slab_show,
4591         },
4592 #endif
4593 #endif
4594         { },    /* terminate */
4595 };
4596
4597 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4598 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4599         {
4600                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4601                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4602                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4603         },
4604         {
4605                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4606                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4607                 .write = mem_cgroup_reset,
4608                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4609         },
4610         {
4611                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4612                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4613                 .write = mem_cgroup_write,
4614                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4615         },
4616         {
4617                 .name = "memsw.failcnt",
4618                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4619                 .write = mem_cgroup_reset,
4620                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4621         },
4622         { },    /* terminate */
4623 };
4624 #endif
4625 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4626 {
4627         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4628         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4629         int zone, tmp = node;
4630         /*
4631          * This routine is called against possible nodes.
4632          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4633          *
4634          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4635          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4636          *       function.
4637          */
4638         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4639                 tmp = -1;
4640         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4641         if (!pn)
4642                 return 1;
4643
4644         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4645                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4646                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4647                 mz->usage_in_excess = 0;
4648                 mz->on_tree = false;
4649                 mz->memcg = memcg;
4650         }
4651         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4652         return 0;
4653 }
4654
4655 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4656 {
4657         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4658 }
4659
4660 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4661 {
4662         struct mem_cgroup *memcg;
4663         size_t size;
4664
4665         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4666         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4667
4668         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4669         if (!memcg)
4670                 return NULL;
4671
4672         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4673         if (!memcg->stat)
4674                 goto out_free;
4675         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4676         return memcg;
4677
4678 out_free:
4679         kfree(memcg);
4680         return NULL;
4681 }
4682
4683 /*
4684  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4685  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4686  *
4687  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4688  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4689  * it goes down to 0.
4690  *
4691  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4692  */
4693
4694 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4695 {
4696         int node;
4697
4698         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4699
4700         for_each_node(node)
4701                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4702
4703         free_percpu(memcg->stat);
4704
4705         disarm_static_keys(memcg);
4706         kfree(memcg);
4707 }
4708
4709 /*
4710  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4711  */
4712 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4713 {
4714         if (!memcg->memory.parent)
4715                 return NULL;
4716         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4717 }
4718 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4719
4720 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4721 {
4722         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4723         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4724         int tmp, node, zone;
4725
4726         for_each_node(node) {
4727                 tmp = node;
4728                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4729                         tmp = -1;
4730                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4731                 BUG_ON(!rtpn);
4732
4733                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4734
4735                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4736                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4737                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4738                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4739                 }
4740         }
4741 }
4742
4743 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4744 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4745 {
4746         struct mem_cgroup *memcg;
4747         long error = -ENOMEM;
4748         int node;
4749
4750         memcg = mem_cgroup_alloc();
4751         if (!memcg)
4752                 return ERR_PTR(error);
4753
4754         for_each_node(node)
4755                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4756                         goto free_out;
4757
4758         /* root ? */
4759         if (parent_css == NULL) {
4760                 root_mem_cgroup = memcg;
4761                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4762                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4763                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4764         }
4765
4766         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4767         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4768         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4769         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4770         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4771         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4772         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4773         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4774 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4775         memcg->kmemcg_id = -1;
4776         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4777 #endif
4778
4779         return &memcg->css;
4780
4781 free_out:
4782         __mem_cgroup_free(memcg);
4783         return ERR_PTR(error);
4784 }
4785
4786 static int
4787 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4788 {
4789         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4790         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4791         int ret;
4792
4793         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4794                 return -ENOSPC;
4795
4796         if (!parent)
4797                 return 0;
4798
4799         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4800
4801         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4802         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4803         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4804
4805         if (parent->use_hierarchy) {
4806                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4807                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4808                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4809
4810                 /*
4811                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4812                  * core guarantees its existence.
4813                  */
4814         } else {
4815                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4816                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4817                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4818                 /*
4819                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4820                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4821                  * unfortunate state in our controller.
4822                  */
4823                 if (parent != root_mem_cgroup)
4824                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4825         }
4826         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4827
4828         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4829         if (ret)
4830                 return ret;
4831
4832         /*
4833          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4834          * orders reading memcg->initialized against its callers
4835          * reading the memcg members.
4836          */
4837         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4838
4839         return 0;
4840 }
4841
4842 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4843 {
4844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4845         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4846
4847         /*
4848          * Unregister events and notify userspace.
4849          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4850          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4851          */
4852         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4853         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4854                 list_del_init(&event->list);
4855                 schedule_work(&event->remove);
4856         }
4857         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4858
4859         memcg_unregister_all_caches(memcg);
4860         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4861 }
4862
4863 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4864 {
4865         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4866
4867         memcg_destroy_kmem(memcg);
4868         __mem_cgroup_free(memcg);
4869 }
4870
4871 /**
4872  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4873  * @css: the target css
4874  *
4875  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4876  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4877  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4878  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4879  * made visible again.
4880  *
4881  * The current implementation only resets the essential configurations.
4882  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4883  */
4884 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4885 {
4886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4887
4888         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4889         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4890         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4891         memcg->soft_limit = 0;
4892 }
4893
4894 #ifdef CONFIG_MMU
4895 /* Handlers for move charge at task migration. */
4896 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4897 {
4898         int ret;
4899
4900         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4901         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4902         if (!ret) {
4903                 mc.precharge += count;
4904                 return ret;
4905         }
4906         if (ret == -EINTR) {
4907                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4908                 return ret;
4909         }
4910
4911         /* Try charges one by one with reclaim */
4912         while (count--) {
4913                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4914                 /*
4915                  * In case of failure, any residual charges against
4916                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4917                  * later on.  However, cancel any charges that are
4918                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4919                  */
4920                 if (ret == -EINTR)
4921                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4922                 if (ret)
4923                         return ret;
4924                 mc.precharge++;
4925                 cond_resched();
4926         }
4927         return 0;
4928 }
4929
4930 /**
4931  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4932  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4933  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4934  * @ptent: the pte to be checked
4935  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4936  *
4937  * Returns
4938  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4939  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4940  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4941  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4942  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4943  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4944  *     in target->ent.
4945  *
4946  * Called with pte lock held.
4947  */
4948 union mc_target {
4949         struct page     *page;
4950         swp_entry_t     ent;
4951 };
4952
4953 enum mc_target_type {
4954         MC_TARGET_NONE = 0,
4955         MC_TARGET_PAGE,
4956         MC_TARGET_SWAP,
4957 };
4958
4959 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4960                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4961 {
4962         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4963
4964         if (!page || !page_mapped(page))
4965                 return NULL;
4966         if (PageAnon(page)) {
4967                 /* we don't move shared anon */
4968                 if (!move_anon())
4969                         return NULL;
4970         } else if (!move_file())
4971                 /* we ignore mapcount for file pages */
4972                 return NULL;
4973         if (!get_page_unless_zero(page))
4974                 return NULL;
4975
4976         return page;
4977 }
4978
4979 #ifdef CONFIG_SWAP
4980 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4981                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4982 {
4983         struct page *page = NULL;
4984         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4985
4986         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
4987                 return NULL;
4988         /*
4989          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4990          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4991          */
4992         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4993         if (do_swap_account)
4994                 entry->val = ent.val;
4995
4996         return page;
4997 }
4998 #else
4999 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5000                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5001 {
5002         return NULL;
5003 }
5004 #endif
5005
5006 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5007                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5008 {
5009         struct page *page = NULL;
5010         struct address_space *mapping;
5011         pgoff_t pgoff;
5012
5013         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5014                 return NULL;
5015         if (!move_file())
5016                 return NULL;
5017
5018         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5019         if (pte_none(ptent))
5020                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5021         else /* pte_file(ptent) is true */
5022                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5023
5024         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5025 #ifdef CONFIG_SWAP
5026         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5027         if (shmem_mapping(mapping)) {
5028                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5029                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5030                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5031                         if (do_swap_account)
5032                                 *entry = swp;
5033                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5034                 }
5035         } else
5036                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5037 #else
5038         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5039 #endif
5040         return page;
5041 }
5042
5043 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5044                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5045 {
5046         struct page *page = NULL;
5047         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5048         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5049
5050         if (pte_present(ptent))
5051                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5052         else if (is_swap_pte(ptent))
5053                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5054         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5055                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5056
5057         if (!page && !ent.val)
5058                 return ret;
5059         if (page) {
5060                 /*
5061                  * Do only loose check w/o serialization.
5062                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5063                  * not under LRU exclusion.
5064                  */
5065                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5066                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5067                         if (target)
5068                                 target->page = page;
5069                 }
5070                 if (!ret || !target)
5071                         put_page(page);
5072         }
5073         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5074         if (ent.val && !ret &&
5075             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5076                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5077                 if (target)
5078                         target->ent = ent;
5079         }
5080         return ret;
5081 }
5082
5083 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5084 /*
5085  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5086  * support them for now.
5087  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5088  */
5089 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5090                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5091 {
5092         struct page *page = NULL;
5093         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5094
5095         page = pmd_page(pmd);
5096         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5097         if (!move_anon())
5098                 return ret;
5099         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5100                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5101                 if (target) {
5102                         get_page(page);
5103                         target->page = page;
5104                 }
5105         }
5106         return ret;
5107 }
5108 #else
5109 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5110                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5111 {
5112         return MC_TARGET_NONE;
5113 }
5114 #endif
5115
5116 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5117                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5118                                         struct mm_walk *walk)
5119 {
5120         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5121         pte_t *pte;
5122         spinlock_t *ptl;
5123
5124         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5125                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5126                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5127                 spin_unlock(ptl);
5128                 return 0;
5129         }
5130
5131         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5132                 return 0;
5133         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5134         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5135                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5136                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5137         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5138         cond_resched();
5139
5140         return 0;
5141 }
5142
5143 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5144 {
5145         unsigned long precharge;
5146         struct vm_area_struct *vma;
5147
5148         down_read(&mm->mmap_sem);
5149         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5150                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5151                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5152                         .mm = mm,
5153                         .private = vma,
5154                 };
5155                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5156                         continue;
5157                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5158                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5159         }
5160         up_read(&mm->mmap_sem);
5161
5162         precharge = mc.precharge;
5163         mc.precharge = 0;
5164
5165         return precharge;
5166 }
5167
5168 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5169 {
5170         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5171
5172         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5173         mc.moving_task = current;
5174         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5175 }
5176
5177 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5178 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5179 {
5180         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5181         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5182
5183         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5184         if (mc.precharge) {
5185                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5186                 mc.precharge = 0;
5187         }
5188         /*
5189          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5190          * we must uncharge here.
5191          */
5192         if (mc.moved_charge) {
5193                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5194                 mc.moved_charge = 0;
5195         }
5196         /* we must fixup refcnts and charges */
5197         if (mc.moved_swap) {
5198                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5199                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5200                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5201
5202                 /*
5203                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5204                  * should uncharge to->memory.
5205                  */
5206                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5207                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5208
5209                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5210
5211                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5212                 mc.moved_swap = 0;
5213         }
5214         memcg_oom_recover(from);
5215         memcg_oom_recover(to);
5216         wake_up_all(&mc.waitq);
5217 }
5218
5219 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5220 {
5221         /*
5222          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5223          * task migration.
5224          */
5225         mc.moving_task = NULL;
5226         __mem_cgroup_clear_mc();
5227         spin_lock(&mc.lock);
5228         mc.from = NULL;
5229         mc.to = NULL;
5230         spin_unlock(&mc.lock);
5231 }
5232
5233 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5234                                  struct cgroup_taskset *tset)
5235 {
5236         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5237         int ret = 0;
5238         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5239         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5240
5241         /*
5242          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5243          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5244          * So we need to save it, and keep it going.
5245          */
5246         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5247         if (move_charge_at_immigrate) {
5248                 struct mm_struct *mm;
5249                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5250
5251                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5252
5253                 mm = get_task_mm(p);
5254                 if (!mm)
5255                         return 0;
5256                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5257                 if (mm->owner == p) {
5258                         VM_BUG_ON(mc.from);
5259                         VM_BUG_ON(mc.to);
5260                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5261                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5262                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5263
5264                         spin_lock(&mc.lock);
5265                         mc.from = from;
5266                         mc.to = memcg;
5267                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5268                         spin_unlock(&mc.lock);
5269                         /* We set mc.moving_task later */
5270
5271                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5272                         if (ret)
5273                                 mem_cgroup_clear_mc();
5274                 }
5275                 mmput(mm);
5276         }
5277         return ret;
5278 }
5279
5280 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5281                                      struct cgroup_taskset *tset)
5282 {
5283         if (mc.to)
5284                 mem_cgroup_clear_mc();
5285 }
5286
5287 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5288                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5289                                 struct mm_walk *walk)
5290 {
5291         int ret = 0;
5292         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5293         pte_t *pte;
5294         spinlock_t *ptl;
5295         enum mc_target_type target_type;
5296         union mc_target target;
5297         struct page *page;
5298
5299         /*
5300          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5301          * happens because:
5302          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5303          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5304          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5305          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5306          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5307          *    part of thp split is not executed yet.
5308          */
5309         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5310                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5311                         spin_unlock(ptl);
5312                         return 0;
5313                 }
5314                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5315                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5316                         page = target.page;
5317                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5318                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5319                                                              mc.from, mc.to)) {
5320                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5321                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5322                                 }
5323                                 putback_lru_page(page);
5324                         }
5325                         put_page(page);
5326                 }
5327                 spin_unlock(ptl);
5328                 return 0;
5329         }
5330
5331         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5332                 return 0;
5333 retry:
5334         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5335         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5336                 pte_t ptent = *(pte++);
5337                 swp_entry_t ent;
5338
5339                 if (!mc.precharge)
5340                         break;
5341
5342                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5343                 case MC_TARGET_PAGE:
5344                         page = target.page;
5345                         if (isolate_lru_page(page))
5346                                 goto put;
5347                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5348                                 mc.precharge--;
5349                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5350                                 mc.moved_charge++;
5351                         }
5352                         putback_lru_page(page);
5353 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5354                         put_page(page);
5355                         break;
5356                 case MC_TARGET_SWAP:
5357                         ent = target.ent;
5358                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5359                                 mc.precharge--;
5360                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5361                                 mc.moved_swap++;
5362                         }
5363                         break;
5364                 default:
5365                         break;
5366                 }
5367         }
5368         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5369         cond_resched();
5370
5371         if (addr != end) {
5372                 /*
5373                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5374                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5375                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5376                  * phase.
5377                  */
5378                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5379                 if (!ret)
5380                         goto retry;
5381         }
5382
5383         return ret;
5384 }
5385
5386 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5387 {
5388         struct vm_area_struct *vma;
5389
5390         lru_add_drain_all();
5391         /*
5392          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5393          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5394          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5395          */
5396         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5397         synchronize_rcu();
5398 retry:
5399         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5400                 /*
5401                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5402                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5403                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5404                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5405                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5406                  */
5407                 __mem_cgroup_clear_mc();
5408                 cond_resched();
5409                 goto retry;
5410         }
5411         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5412                 int ret;
5413                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5414                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5415                         .mm = mm,
5416                         .private = vma,
5417                 };
5418                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5419                         continue;
5420                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5421                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5422                 if (ret)
5423                         /*
5424                          * means we have consumed all precharges and failed in
5425                          * doing additional charge. Just abandon here.
5426                          */
5427                         break;
5428         }
5429         up_read(&mm->mmap_sem);
5430         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5431 }
5432
5433 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5434                                  struct cgroup_taskset *tset)
5435 {
5436         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5437         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5438
5439         if (mm) {
5440                 if (mc.to)
5441                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5442                 mmput(mm);
5443         }
5444         if (mc.to)
5445                 mem_cgroup_clear_mc();
5446 }
5447 #else   /* !CONFIG_MMU */
5448 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5449                                  struct cgroup_taskset *tset)
5450 {
5451         return 0;
5452 }
5453 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5454                                      struct cgroup_taskset *tset)
5455 {
5456 }
5457 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5458                                  struct cgroup_taskset *tset)
5459 {
5460 }
5461 #endif
5462
5463 /*
5464  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5465  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5466  * attempt.
5467  */
5468 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5469 {
5470         /*
5471          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5472          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5473          * on for the root memcg is enough.
5474          */
5475         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5476                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5477 }
5478
5479 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5480         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5481         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5482         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5483         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5484         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5485         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5486         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5487         .attach = mem_cgroup_move_task,
5488         .bind = mem_cgroup_bind,
5489         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5490         .early_init = 0,
5491 };
5492
5493 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5494 static int __init enable_swap_account(char *s)
5495 {
5496         if (!strcmp(s, "1"))
5497                 really_do_swap_account = 1;
5498         else if (!strcmp(s, "0"))
5499                 really_do_swap_account = 0;
5500         return 1;
5501 }
5502 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5503
5504 static void __init memsw_file_init(void)
5505 {
5506         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5507                                           memsw_cgroup_files));
5508 }
5509
5510 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5511 {
5512         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5513                 do_swap_account = 1;
5514                 memsw_file_init();
5515         }
5516 }
5517
5518 #else
5519 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5520 {
5521 }
5522 #endif
5523
5524 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5525 /**
5526  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5527  * @page: page whose memsw charge to transfer
5528  * @entry: swap entry to move the charge to
5529  *
5530  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5531  */
5532 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5533 {
5534         struct mem_cgroup *memcg;
5535         unsigned short oldid;
5536
5537         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5538         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5539
5540         if (!do_swap_account)
5541                 return;
5542
5543         memcg = page->mem_cgroup;
5544
5545         /* Readahead page, never charged */
5546         if (!memcg)
5547                 return;
5548
5549         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5550         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5551         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5552
5553         page->mem_cgroup = NULL;
5554
5555         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5556                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5557
5558         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5559         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5560
5561         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5562         memcg_check_events(memcg, page);
5563 }
5564
5565 /**
5566  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5567  * @entry: swap entry to uncharge
5568  *
5569  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5570  */
5571 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5572 {
5573         struct mem_cgroup *memcg;
5574         unsigned short id;
5575
5576         if (!do_swap_account)
5577                 return;
5578
5579         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5580         rcu_read_lock();
5581         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5582         if (memcg) {
5583                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5584                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5585                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5586                 css_put(&memcg->css);
5587         }
5588         rcu_read_unlock();
5589 }
5590 #endif
5591
5592 /**
5593  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5594  * @page: page to charge
5595  * @mm: mm context of the victim
5596  * @gfp_mask: reclaim mode
5597  * @memcgp: charged memcg return
5598  *
5599  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5600  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5601  *
5602  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5603  * Otherwise, an error code is returned.
5604  *
5605  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5606  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5607  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5608  */
5609 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5610                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5611 {
5612         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5613         unsigned int nr_pages = 1;
5614         int ret = 0;
5615
5616         if (mem_cgroup_disabled())
5617                 goto out;
5618
5619         if (PageSwapCache(page)) {
5620                 /*
5621                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5622                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5623                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5624                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5625                  * in turn serializes uncharging.
5626                  */
5627                 if (page->mem_cgroup)
5628                         goto out;
5629         }
5630
5631         if (PageTransHuge(page)) {
5632                 nr_pages <<= compound_order(page);
5633                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5634         }
5635
5636         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5637                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5638         if (!memcg)
5639                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5640
5641         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5642
5643         css_put(&memcg->css);
5644
5645         if (ret == -EINTR) {
5646                 memcg = root_mem_cgroup;
5647                 ret = 0;
5648         }
5649 out:
5650         *memcgp = memcg;
5651         return ret;
5652 }
5653
5654 /**
5655  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5656  * @page: page to charge
5657  * @memcg: memcg to charge the page to
5658  * @lrucare: page might be on LRU already
5659  *
5660  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5661  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5662  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5663  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5664  *
5665  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5666  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5667  *
5668  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5669  */
5670 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5671                               bool lrucare)
5672 {
5673         unsigned int nr_pages = 1;
5674
5675         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5676         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5677
5678         if (mem_cgroup_disabled())
5679                 return;
5680         /*
5681          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5682          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5683          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5684          */
5685         if (!memcg)
5686                 return;
5687
5688         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5689
5690         if (PageTransHuge(page)) {
5691                 nr_pages <<= compound_order(page);
5692                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5693         }
5694
5695         local_irq_disable();
5696         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5697         memcg_check_events(memcg, page);
5698         local_irq_enable();
5699
5700         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5701                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5702                 /*
5703                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5704                  * let's not wait for it.  The page already received a
5705                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5706                  */
5707                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5708         }
5709 }
5710
5711 /**
5712  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5713  * @page: page to charge
5714  * @memcg: memcg to charge the page to
5715  *
5716  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5717  */
5718 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5719 {
5720         unsigned int nr_pages = 1;
5721
5722         if (mem_cgroup_disabled())
5723                 return;
5724         /*
5725          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5726          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5727          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5728          */
5729         if (!memcg)
5730                 return;
5731
5732         if (PageTransHuge(page)) {
5733                 nr_pages <<= compound_order(page);
5734                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5735         }
5736
5737         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5738 }
5739
5740 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5741                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5742                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5743 {
5744         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5745         unsigned long flags;
5746
5747         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5748                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5749                 if (do_swap_account)
5750                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5751                 memcg_oom_recover(memcg);
5752         }
5753
5754         local_irq_save(flags);
5755         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5756         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5757         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5758         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5759         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5760         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5761         local_irq_restore(flags);
5762
5763         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5764                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5765 }
5766
5767 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5768 {
5769         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5770         unsigned long nr_anon = 0;
5771         unsigned long nr_file = 0;
5772         unsigned long nr_huge = 0;
5773         unsigned long pgpgout = 0;
5774         struct list_head *next;
5775         struct page *page;
5776
5777         next = page_list->next;
5778         do {
5779                 unsigned int nr_pages = 1;
5780
5781                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5782                 next = page->lru.next;
5783
5784                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5785                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5786
5787                 if (!page->mem_cgroup)
5788                         continue;
5789
5790                 /*
5791                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5792                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5793                  * exclusive access to the page.
5794                  */
5795
5796                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5797                         if (memcg) {
5798                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5799                                                nr_huge, page);
5800                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5801                         }
5802                         memcg = page->mem_cgroup;
5803                 }
5804
5805                 if (PageTransHuge(page)) {
5806                         nr_pages <<= compound_order(page);
5807                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5808                         nr_huge += nr_pages;
5809                 }
5810
5811                 if (PageAnon(page))
5812                         nr_anon += nr_pages;
5813                 else
5814                         nr_file += nr_pages;
5815
5816                 page->mem_cgroup = NULL;
5817
5818                 pgpgout++;
5819         } while (next != page_list);
5820
5821         if (memcg)
5822                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5823                                nr_huge, page);
5824 }
5825
5826 /**
5827  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5828  * @page: page to uncharge
5829  *
5830  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5831  * mem_cgroup_commit_charge().
5832  */
5833 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5834 {
5835         if (mem_cgroup_disabled())
5836                 return;
5837
5838         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5839         if (!page->mem_cgroup)
5840                 return;
5841
5842         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5843         uncharge_list(&page->lru);
5844 }
5845
5846 /**
5847  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5848  * @page_list: list of pages to uncharge
5849  *
5850  * Uncharge a list of pages previously charged with
5851  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5852  */
5853 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5854 {
5855         if (mem_cgroup_disabled())
5856                 return;
5857
5858         if (!list_empty(page_list))
5859                 uncharge_list(page_list);
5860 }
5861
5862 /**
5863  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5864  * @oldpage: currently charged page
5865  * @newpage: page to transfer the charge to
5866  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
5867  *
5868  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5869  *
5870  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5871  */
5872 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5873                         bool lrucare)
5874 {
5875         struct mem_cgroup *memcg;
5876         int isolated;
5877
5878         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5879         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5880         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5881         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5882         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5883         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5884                        newpage);
5885
5886         if (mem_cgroup_disabled())
5887                 return;
5888
5889         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5890         if (newpage->mem_cgroup)
5891                 return;
5892
5893         /*
5894          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5895          * charged, and migration from compaction can happen to an
5896          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5897          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5898          */
5899         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5900         if (!memcg)
5901                 return;
5902
5903         if (lrucare)
5904                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5905
5906         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5907
5908         if (lrucare)
5909                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5910
5911         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5912 }
5913
5914 /*
5915  * subsys_initcall() for memory controller.
5916  *
5917  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5918  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5919  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5920  * be initialized from here.
5921  */
5922 static int __init mem_cgroup_init(void)
5923 {
5924         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5925         enable_swap_cgroup();
5926         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
5927         memcg_stock_init();
5928         return 0;
5929 }
5930 subsys_initcall(mem_cgroup_init);