mm: memcontrol: lockless page counters
[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/page_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 mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         unsigned long threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287
288         /* Accounted resources */
289         struct page_counter memory;
290         struct page_counter memsw;
291         struct page_counter kmem;
292
293         unsigned long soft_limit;
294
295         /* vmpressure notifications */
296         struct vmpressure vmpressure;
297
298         /* css_online() has been completed */
299         int initialized;
300
301         /*
302          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
303          */
304         bool use_hierarchy;
305         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
306
307         bool            oom_lock;
308         atomic_t        under_oom;
309         atomic_t        oom_wakeups;
310
311         int     swappiness;
312         /* OOM-Killer disable */
313         int             oom_kill_disable;
314
315         /* protect arrays of thresholds */
316         struct mutex thresholds_lock;
317
318         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
319         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
320
321         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
322         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
323
324         /* For oom notifier event fd */
325         struct list_head oom_notify;
326
327         /*
328          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
329          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
330          */
331         unsigned long move_charge_at_immigrate;
332         /*
333          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
334          */
335         atomic_t        moving_account;
336         /* taken only while moving_account > 0 */
337         spinlock_t      move_lock;
338         /*
339          * percpu counter.
340          */
341         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
342         /*
343          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
344          * See mem_cgroup_read_stat().
345          */
346         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
347         spinlock_t pcp_counter_lock;
348
349         atomic_t        dead_count;
350 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
351         struct cg_proto tcp_mem;
352 #endif
353 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
354         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
355          * protected by memcg_slab_mutex */
356         struct list_head memcg_slab_caches;
357         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
358         int kmemcg_id;
359 #endif
360
361         int last_scanned_node;
362 #if MAX_NUMNODES > 1
363         nodemask_t      scan_nodes;
364         atomic_t        numainfo_events;
365         atomic_t        numainfo_updating;
366 #endif
367
368         /* List of events which userspace want to receive */
369         struct list_head event_list;
370         spinlock_t event_list_lock;
371
372         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
373         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
374 };
375
376 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
377 enum {
378         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
379         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
380 };
381
382 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
383 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
384 {
385         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
386 }
387
388 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
389 {
390         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
391 }
392
393 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
394 {
395         /*
396          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
397          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
398          */
399         smp_wmb();
400         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
401                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403
404 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
405 {
406         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
407                                   &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409 #endif
410
411 /* Stuffs for move charges at task migration. */
412 /*
413  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
414  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
415  */
416 enum move_type {
417         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
418         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
419         NR_MOVE_TYPE,
420 };
421
422 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
423 static struct move_charge_struct {
424         spinlock_t        lock; /* for from, to */
425         struct mem_cgroup *from;
426         struct mem_cgroup *to;
427         unsigned long immigrate_flags;
428         unsigned long precharge;
429         unsigned long moved_charge;
430         unsigned long moved_swap;
431         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
432         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
433 } mc = {
434         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
435         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
436 };
437
438 static bool move_anon(void)
439 {
440         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
441 }
442
443 static bool move_file(void)
444 {
445         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
446 }
447
448 /*
449  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
450  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
451  */
452 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
453 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
454
455 enum charge_type {
456         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
457         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
458         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
459         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
460         NR_CHARGE_TYPE,
461 };
462
463 /* for encoding cft->private value on file */
464 enum res_type {
465         _MEM,
466         _MEMSWAP,
467         _OOM_TYPE,
468         _KMEM,
469 };
470
471 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
472 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
473 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
474 /* Used for OOM nofiier */
475 #define OOM_CONTROL             (0)
476
477 /*
478  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
479  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
480  * appearing has to hold it as well.
481  */
482 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
483
484 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
485 {
486         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
487 }
488
489 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
490 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
491 {
492         if (!memcg)
493                 memcg = root_mem_cgroup;
494         return &memcg->vmpressure;
495 }
496
497 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
498 {
499         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
500 }
501
502 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
503 {
504         return (memcg == root_mem_cgroup);
505 }
506
507 /*
508  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
509  * an unsigned short.
510  */
511 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
512
513 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
514 {
515         return memcg->css.id;
516 }
517
518 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
519 {
520         struct cgroup_subsys_state *css;
521
522         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
523         return mem_cgroup_from_css(css);
524 }
525
526 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
527 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
528
529 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
530 {
531         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
532                 struct mem_cgroup *memcg;
533                 struct cg_proto *cg_proto;
534
535                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
536
537                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
538                  * filled. It won't however, necessarily happen from
539                  * process context. So the test for root memcg given
540                  * the current task's memcg won't help us in this case.
541                  *
542                  * Respecting the original socket's memcg is a better
543                  * decision in this case.
544                  */
545                 if (sk->sk_cgrp) {
546                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
547                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
548                         return;
549                 }
550
551                 rcu_read_lock();
552                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
553                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
554                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
555                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
556                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
557                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
558                 }
559                 rcu_read_unlock();
560         }
561 }
562 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
563
564 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
565 {
566         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
567                 struct mem_cgroup *memcg;
568                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
569                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
570                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
571         }
572 }
573
574 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
575 {
576         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
577                 return NULL;
578
579         return &memcg->tcp_mem;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
582
583 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
586                 return;
587         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
588 }
589 #else
590 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
591 {
592 }
593 #endif
594
595 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
596 /*
597  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
598  * The main reason for not using cgroup id for this:
599  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
600  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
601  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
602  *  200 entry array for that.
603  *
604  * The current size of the caches array is stored in
605  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
606  * increase it.
607  */
608 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
609 int memcg_limited_groups_array_size;
610
611 /*
612  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
613  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
614  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
615  * tunable, but that is strictly not necessary.
616  *
617  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
618  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
619  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
620  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
621  * increase ours as well if it increases.
622  */
623 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
624 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
625
626 /*
627  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
628  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
629  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
630  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
631  */
632 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
633 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
634
635 static void memcg_free_cache_id(int id);
636
637 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
638 {
639         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
640                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
641                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
642         }
643         /*
644          * This check can't live in kmem destruction function,
645          * since the charges will outlive the cgroup
646          */
647         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
648 }
649 #else
650 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
651 {
652 }
653 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
654
655 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
656 {
657         disarm_sock_keys(memcg);
658         disarm_kmem_keys(memcg);
659 }
660
661 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
662
663 static struct mem_cgroup_per_zone *
664 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
665 {
666         int nid = zone_to_nid(zone);
667         int zid = zone_idx(zone);
668
669         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
670 }
671
672 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
673 {
674         return &memcg->css;
675 }
676
677 static struct mem_cgroup_per_zone *
678 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
679 {
680         int nid = page_to_nid(page);
681         int zid = page_zonenum(page);
682
683         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
684 }
685
686 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
687 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
688 {
689         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
690 }
691
692 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
693 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
694 {
695         int nid = page_to_nid(page);
696         int zid = page_zonenum(page);
697
698         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
699 }
700
701 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
702                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
703                                          unsigned long new_usage_in_excess)
704 {
705         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
706         struct rb_node *parent = NULL;
707         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
708
709         if (mz->on_tree)
710                 return;
711
712         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
713         if (!mz->usage_in_excess)
714                 return;
715         while (*p) {
716                 parent = *p;
717                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
718                                         tree_node);
719                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
720                         p = &(*p)->rb_left;
721                 /*
722                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
723                  * limit by the same amount
724                  */
725                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
726                         p = &(*p)->rb_right;
727         }
728         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
729         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
730         mz->on_tree = true;
731 }
732
733 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
734                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
735 {
736         if (!mz->on_tree)
737                 return;
738         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
739         mz->on_tree = false;
740 }
741
742 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
743                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
744 {
745         unsigned long flags;
746
747         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
748         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
749         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
750 }
751
752 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
753 {
754         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
755         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
756         unsigned long excess = 0;
757
758         if (nr_pages > soft_limit)
759                 excess = nr_pages - soft_limit;
760
761         return excess;
762 }
763
764 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
765 {
766         unsigned long excess;
767         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
768         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
769
770         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
771         /*
772          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
773          * because their event counter is not touched.
774          */
775         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
776                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
777                 excess = soft_limit_excess(memcg);
778                 /*
779                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
780                  * mem is over its softlimit.
781                  */
782                 if (excess || mz->on_tree) {
783                         unsigned long flags;
784
785                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
786                         /* if on-tree, remove it */
787                         if (mz->on_tree)
788                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
789                         /*
790                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
791                          * If excess is 0, no tree ops.
792                          */
793                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
794                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
795                 }
796         }
797 }
798
799 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
800 {
801         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
802         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
803         int nid, zid;
804
805         for_each_node(nid) {
806                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
807                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
808                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
809                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
810                 }
811         }
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct rb_node *rightmost = NULL;
818         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
819
820 retry:
821         mz = NULL;
822         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
823         if (!rightmost)
824                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
825
826         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
827         /*
828          * Remove the node now but someone else can add it back,
829          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
830          * position in the tree.
831          */
832         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
833         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
834             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
835                 goto retry;
836 done:
837         return mz;
838 }
839
840 static struct mem_cgroup_per_zone *
841 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
842 {
843         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
844
845         spin_lock_irq(&mctz->lock);
846         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
847         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
848         return mz;
849 }
850
851 /*
852  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
853  *
854  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
855  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
856  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
857  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
858  *
859  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
860  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
861  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
862  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
863  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
864  *
865  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
866  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
867  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
868  * implemented.
869  */
870 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
871                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
872 {
873         long val = 0;
874         int cpu;
875
876         get_online_cpus();
877         for_each_online_cpu(cpu)
878                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
879 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
880         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
881         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
882         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
883 #endif
884         put_online_cpus();
885         return val;
886 }
887
888 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
889                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
890 {
891         unsigned long val = 0;
892         int cpu;
893
894         get_online_cpus();
895         for_each_online_cpu(cpu)
896                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
897 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
898         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
899         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
900         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
901 #endif
902         put_online_cpus();
903         return val;
904 }
905
906 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
907                                          struct page *page,
908                                          int nr_pages)
909 {
910         /*
911          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
912          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
913          */
914         if (PageAnon(page))
915                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
916                                 nr_pages);
917         else
918                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
919                                 nr_pages);
920
921         if (PageTransHuge(page))
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
923                                 nr_pages);
924
925         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
926         if (nr_pages > 0)
927                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
928         else {
929                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
930                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
931         }
932
933         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
934 }
935
936 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939
940         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
941         return mz->lru_size[lru];
942 }
943
944 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
945                                                   int nid,
946                                                   unsigned int lru_mask)
947 {
948         unsigned long nr = 0;
949         int zid;
950
951         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
952
953         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
954                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
955                 enum lru_list lru;
956
957                 for_each_lru(lru) {
958                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
959                                 continue;
960                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
961                         nr += mz->lru_size[lru];
962                 }
963         }
964         return nr;
965 }
966
967 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
968                         unsigned int lru_mask)
969 {
970         unsigned long nr = 0;
971         int nid;
972
973         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
974                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
975         return nr;
976 }
977
978 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
979                                        enum mem_cgroup_events_target target)
980 {
981         unsigned long val, next;
982
983         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
984         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
985         /* from time_after() in jiffies.h */
986         if ((long)next - (long)val < 0) {
987                 switch (target) {
988                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
989                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
990                         break;
991                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
992                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
993                         break;
994                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
995                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
996                         break;
997                 default:
998                         break;
999                 }
1000                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1001                 return true;
1002         }
1003         return false;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Check events in order.
1008  *
1009  */
1010 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1011 {
1012         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1013         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1014                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1015                 bool do_softlimit;
1016                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1017
1018                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1020 #if MAX_NUMNODES > 1
1021                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1022                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1023 #endif
1024                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1025                 if (unlikely(do_softlimit))
1026                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1027 #if MAX_NUMNODES > 1
1028                 if (unlikely(do_numainfo))
1029                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1030 #endif
1031         }
1032 }
1033
1034 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1035 {
1036         /*
1037          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1038          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1039          * So this can be called with p == NULL.
1040          */
1041         if (unlikely(!p))
1042                 return NULL;
1043
1044         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1045 }
1046
1047 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1048 {
1049         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1050
1051         rcu_read_lock();
1052         do {
1053                 /*
1054                  * Page cache insertions can happen withou an
1055                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1056                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1057                  */
1058                 if (unlikely(!mm))
1059                         memcg = root_mem_cgroup;
1060                 else {
1061                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1062                         if (unlikely(!memcg))
1063                                 memcg = root_mem_cgroup;
1064                 }
1065         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1066         rcu_read_unlock();
1067         return memcg;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1072  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1073  *
1074  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1075  */
1076 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1077                 struct mem_cgroup *last_visited)
1078 {
1079         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1080
1081         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1082 skip_node:
1083         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1084
1085         /*
1086          * Even if we found a group we have to make sure it is
1087          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1088          * skipped and we should continue the tree walk.
1089          * last_visited css is safe to use because it is
1090          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1091          *
1092          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1093          * because we might race with the root removal when it would
1094          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1095          * would end up in an endless loop because it expects that at
1096          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1097          * because caller of the iterator should hold it already so
1098          * skipping css reference should be safe.
1099          */
1100         if (next_css) {
1101                 struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(next_css);
1102
1103                 if (next_css == &root->css)
1104                         return memcg;
1105
1106                 if (css_tryget_online(next_css)) {
1107                         /*
1108                          * Make sure the memcg is initialized:
1109                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1110                          * initialization against setting the flag.
1111                          */
1112                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1113                                 return memcg;
1114                         css_put(next_css);
1115                 }
1116
1117                 prev_css = next_css;
1118                 goto skip_node;
1119         }
1120
1121         return NULL;
1122 }
1123
1124 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1125 {
1126         /*
1127          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1128          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1129          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1130          */
1131         atomic_inc(&root->dead_count);
1132 }
1133
1134 static struct mem_cgroup *
1135 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1136                      struct mem_cgroup *root,
1137                      int *sequence)
1138 {
1139         struct mem_cgroup *position = NULL;
1140         /*
1141          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1142          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1143          *
1144          * If the iterator is valid, we may still race with an
1145          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1146          * released, tryget will fail if we lost the race.
1147          */
1148         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1149         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1150                 smp_rmb();
1151                 position = iter->last_visited;
1152
1153                 /*
1154                  * We cannot take a reference to root because we might race
1155                  * with root removal and returning NULL would end up in
1156                  * an endless loop on the iterator user level when root
1157                  * would be returned all the time.
1158                  */
1159                 if (position && position != root &&
1160                     !css_tryget_online(&position->css))
1161                         position = NULL;
1162         }
1163         return position;
1164 }
1165
1166 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1167                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1168                                    struct mem_cgroup *new_position,
1169                                    struct mem_cgroup *root,
1170                                    int sequence)
1171 {
1172         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1173         if (last_visited && last_visited != root)
1174                 css_put(&last_visited->css);
1175         /*
1176          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1177          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1178          * don't lose destruction events in between.  We could have
1179          * raced with the destruction of @new_position after all.
1180          */
1181         iter->last_visited = new_position;
1182         smp_wmb();
1183         iter->last_dead_count = sequence;
1184 }
1185
1186 /**
1187  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1188  * @root: hierarchy root
1189  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1190  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1191  *
1192  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1193  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1194  *
1195  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1196  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1197  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1198  *
1199  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1200  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1201  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1202  */
1203 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1204                                    struct mem_cgroup *prev,
1205                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1206 {
1207         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1208         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1209
1210         if (mem_cgroup_disabled())
1211                 return NULL;
1212
1213         if (!root)
1214                 root = root_mem_cgroup;
1215
1216         if (prev && !reclaim)
1217                 last_visited = prev;
1218
1219         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1220                 if (prev)
1221                         goto out_css_put;
1222                 return root;
1223         }
1224
1225         rcu_read_lock();
1226         while (!memcg) {
1227                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1228                 int uninitialized_var(seq);
1229
1230                 if (reclaim) {
1231                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1232
1233                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1234                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1235                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1236                                 iter->last_visited = NULL;
1237                                 goto out_unlock;
1238                         }
1239
1240                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1241                 }
1242
1243                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1244
1245                 if (reclaim) {
1246                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1247                                         seq);
1248
1249                         if (!memcg)
1250                                 iter->generation++;
1251                         else if (!prev && memcg)
1252                                 reclaim->generation = iter->generation;
1253                 }
1254
1255                 if (prev && !memcg)
1256                         goto out_unlock;
1257         }
1258 out_unlock:
1259         rcu_read_unlock();
1260 out_css_put:
1261         if (prev && prev != root)
1262                 css_put(&prev->css);
1263
1264         return memcg;
1265 }
1266
1267 /**
1268  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1269  * @root: hierarchy root
1270  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1271  */
1272 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1273                            struct mem_cgroup *prev)
1274 {
1275         if (!root)
1276                 root = root_mem_cgroup;
1277         if (prev && prev != root)
1278                 css_put(&prev->css);
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1283  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1284  * be used for reference counting.
1285  */
1286 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1287         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1288              iter != NULL;                              \
1289              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1290
1291 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1292         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1293              iter != NULL;                              \
1294              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1295
1296 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1297 {
1298         struct mem_cgroup *memcg;
1299
1300         rcu_read_lock();
1301         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1302         if (unlikely(!memcg))
1303                 goto out;
1304
1305         switch (idx) {
1306         case PGFAULT:
1307                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1308                 break;
1309         case PGMAJFAULT:
1310                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1311                 break;
1312         default:
1313                 BUG();
1314         }
1315 out:
1316         rcu_read_unlock();
1317 }
1318 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1319
1320 /**
1321  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1322  * @zone: zone of the wanted lruvec
1323  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1324  *
1325  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1326  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1327  * is disabled.
1328  */
1329 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1330                                       struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1333         struct lruvec *lruvec;
1334
1335         if (mem_cgroup_disabled()) {
1336                 lruvec = &zone->lruvec;
1337                 goto out;
1338         }
1339
1340         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1341         lruvec = &mz->lruvec;
1342 out:
1343         /*
1344          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1345          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1346          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1347          */
1348         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1349                 lruvec->zone = zone;
1350         return lruvec;
1351 }
1352
1353 /**
1354  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1355  * @page: the page
1356  * @zone: zone of the page
1357  */
1358 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1359 {
1360         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1361         struct mem_cgroup *memcg;
1362         struct page_cgroup *pc;
1363         struct lruvec *lruvec;
1364
1365         if (mem_cgroup_disabled()) {
1366                 lruvec = &zone->lruvec;
1367                 goto out;
1368         }
1369
1370         pc = lookup_page_cgroup(page);
1371         memcg = pc->mem_cgroup;
1372
1373         /*
1374          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1375          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1376          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1377          *
1378          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1379          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1380          * of pc->mem_cgroup safe.
1381          */
1382         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1383                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1384
1385         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1386         lruvec = &mz->lruvec;
1387 out:
1388         /*
1389          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1390          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1391          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1392          */
1393         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1394                 lruvec->zone = zone;
1395         return lruvec;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1400  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1401  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1402  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1403  *
1404  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1405  * lru list.
1406  */
1407 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1408                                 int nr_pages)
1409 {
1410         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1411         unsigned long *lru_size;
1412
1413         if (mem_cgroup_disabled())
1414                 return;
1415
1416         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1417         lru_size = mz->lru_size + lru;
1418         *lru_size += nr_pages;
1419         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1420 }
1421
1422 /*
1423  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1424  * hierarchy subtree
1425  */
1426 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1427                                   struct mem_cgroup *memcg)
1428 {
1429         if (root_memcg == memcg)
1430                 return true;
1431         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1432                 return false;
1433         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1434 }
1435
1436 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1437                                        struct mem_cgroup *memcg)
1438 {
1439         bool ret;
1440
1441         rcu_read_lock();
1442         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1443         rcu_read_unlock();
1444         return ret;
1445 }
1446
1447 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1448                         const struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1451         struct task_struct *p;
1452         bool ret;
1453
1454         p = find_lock_task_mm(task);
1455         if (p) {
1456                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1457                 task_unlock(p);
1458         } else {
1459                 /*
1460                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1461                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1462                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1463                  */
1464                 rcu_read_lock();
1465                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1466                 if (curr)
1467                         css_get(&curr->css);
1468                 rcu_read_unlock();
1469         }
1470         /*
1471          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1472          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1473          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1474          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1475          */
1476         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1477         css_put(&curr->css);
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1482 {
1483         unsigned long inactive_ratio;
1484         unsigned long inactive;
1485         unsigned long active;
1486         unsigned long gb;
1487
1488         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1489         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1490
1491         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1492         if (gb)
1493                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1494         else
1495                 inactive_ratio = 1;
1496
1497         return inactive * inactive_ratio < active;
1498 }
1499
1500 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1501         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1502
1503 /**
1504  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1505  * @memcg: the memory cgroup
1506  *
1507  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1508  * pages.
1509  */
1510 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         unsigned long margin = 0;
1513         unsigned long count;
1514         unsigned long limit;
1515
1516         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1517         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1518         if (count < limit)
1519                 margin = limit - count;
1520
1521         if (do_swap_account) {
1522                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1523                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1524                 if (count <= limit)
1525                         margin = min(margin, limit - count);
1526         }
1527
1528         return margin;
1529 }
1530
1531 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         /* root ? */
1534         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1535                 return vm_swappiness;
1536
1537         return memcg->swappiness;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1542  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1543  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1544  * rcu_read_lock(), like this:
1545  *
1546  *         CPU-A                                    CPU-B
1547  *                                              rcu_read_lock()
1548  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1549  *                                                   take heavy locks.
1550  *         synchronize_rcu()                    update something.
1551  *                                              rcu_read_unlock()
1552  *         start move here.
1553  */
1554
1555 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1558         synchronize_rcu();
1559 }
1560
1561 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1562 {
1563         /*
1564          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1565          * We check NULL in callee rather than caller.
1566          */
1567         if (memcg)
1568                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1573  *
1574  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1575  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1576  * caused by "move".
1577  */
1578 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         struct mem_cgroup *from;
1581         struct mem_cgroup *to;
1582         bool ret = false;
1583         /*
1584          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1585          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1586          */
1587         spin_lock(&mc.lock);
1588         from = mc.from;
1589         to = mc.to;
1590         if (!from)
1591                 goto unlock;
1592
1593         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1594                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1595 unlock:
1596         spin_unlock(&mc.lock);
1597         return ret;
1598 }
1599
1600 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1601 {
1602         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1603                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1604                         DEFINE_WAIT(wait);
1605                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1606                         /* moving charge context might have finished. */
1607                         if (mc.moving_task)
1608                                 schedule();
1609                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1610                         return true;
1611                 }
1612         }
1613         return false;
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Take this lock when
1618  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1619  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1620  */
1621 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1622                                   unsigned long *flags)
1623 {
1624         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1625 }
1626
1627 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                 unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1634 /**
1635  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1636  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1637  * @p: Task that is going to be killed
1638  *
1639  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1640  * enabled
1641  */
1642 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1643 {
1644         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1645         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1646         struct mem_cgroup *iter;
1647         unsigned int i;
1648
1649         if (!p)
1650                 return;
1651
1652         mutex_lock(&oom_info_lock);
1653         rcu_read_lock();
1654
1655         pr_info("Task in ");
1656         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1657         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1658         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1659         pr_info("\n");
1660
1661         rcu_read_unlock();
1662
1663         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1664                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1665                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1666         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1667                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1668                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1669         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1670                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1671                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1672
1673         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1674                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1675                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1676                 pr_cont(":");
1677
1678                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1679                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1680                                 continue;
1681                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1682                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1683                 }
1684
1685                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1686                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1687                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1688
1689                 pr_cont("\n");
1690         }
1691         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1692 }
1693
1694 /*
1695  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1696  * 1(self count) if no children.
1697  */
1698 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1699 {
1700         int num = 0;
1701         struct mem_cgroup *iter;
1702
1703         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1704                 num++;
1705         return num;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1710  */
1711 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1712 {
1713         unsigned long limit;
1714
1715         limit = memcg->memory.limit;
1716         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1717                 unsigned long memsw_limit;
1718
1719                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1720                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1721         }
1722         return limit;
1723 }
1724
1725 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1726                                      int order)
1727 {
1728         struct mem_cgroup *iter;
1729         unsigned long chosen_points = 0;
1730         unsigned long totalpages;
1731         unsigned int points = 0;
1732         struct task_struct *chosen = NULL;
1733
1734         /*
1735          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1736          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1737          * quickly exit and free its memory.
1738          */
1739         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1740                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1741                 return;
1742         }
1743
1744         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1745         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1746         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1747                 struct css_task_iter it;
1748                 struct task_struct *task;
1749
1750                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1751                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1752                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1753                                                         false)) {
1754                         case OOM_SCAN_SELECT:
1755                                 if (chosen)
1756                                         put_task_struct(chosen);
1757                                 chosen = task;
1758                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1759                                 get_task_struct(chosen);
1760                                 /* fall through */
1761                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1762                                 continue;
1763                         case OOM_SCAN_ABORT:
1764                                 css_task_iter_end(&it);
1765                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1766                                 if (chosen)
1767                                         put_task_struct(chosen);
1768                                 return;
1769                         case OOM_SCAN_OK:
1770                                 break;
1771                         };
1772                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1773                         if (!points || points < chosen_points)
1774                                 continue;
1775                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1776                         if (points == chosen_points &&
1777                             thread_group_leader(chosen))
1778                                 continue;
1779
1780                         if (chosen)
1781                                 put_task_struct(chosen);
1782                         chosen = task;
1783                         chosen_points = points;
1784                         get_task_struct(chosen);
1785                 }
1786                 css_task_iter_end(&it);
1787         }
1788
1789         if (!chosen)
1790                 return;
1791         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1792         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1793                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1794 }
1795
1796 /**
1797  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1798  * @memcg: the target memcg
1799  * @nid: the node ID to be checked.
1800  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1801  *
1802  * This function returns whether the specified memcg contains any
1803  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1804  * pages in the node.
1805  */
1806 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1807                 int nid, bool noswap)
1808 {
1809         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1810                 return true;
1811         if (noswap || !total_swap_pages)
1812                 return false;
1813         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1814                 return true;
1815         return false;
1816
1817 }
1818 #if MAX_NUMNODES > 1
1819
1820 /*
1821  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1822  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1823  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1824  *
1825  */
1826 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1827 {
1828         int nid;
1829         /*
1830          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1831          * pagein/pageout changes since the last update.
1832          */
1833         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1834                 return;
1835         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1836                 return;
1837
1838         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1839         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1840
1841         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1842
1843                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1844                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1845         }
1846
1847         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1848         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1853  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1854  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1855  *
1856  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1857  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1858  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1859  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1860  *
1861  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1862  */
1863 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1864 {
1865         int node;
1866
1867         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1868         node = memcg->last_scanned_node;
1869
1870         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1871         if (node == MAX_NUMNODES)
1872                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1873         /*
1874          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1875          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1876          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1877          * we use curret node.
1878          */
1879         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1880                 node = numa_node_id();
1881
1882         memcg->last_scanned_node = node;
1883         return node;
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1888  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1889  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1890  * enough new information. We need to do double check.
1891  */
1892 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1893 {
1894         int nid;
1895
1896         /*
1897          * quick check...making use of scan_node.
1898          * We can skip unused nodes.
1899          */
1900         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1901                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1902                      nid < MAX_NUMNODES;
1903                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1904
1905                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1906                                 return true;
1907                 }
1908         }
1909         /*
1910          * Check rest of nodes.
1911          */
1912         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1913                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1914                         continue;
1915                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1916                         return true;
1917         }
1918         return false;
1919 }
1920
1921 #else
1922 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1923 {
1924         return 0;
1925 }
1926
1927 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1928 {
1929         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1930 }
1931 #endif
1932
1933 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1934                                    struct zone *zone,
1935                                    gfp_t gfp_mask,
1936                                    unsigned long *total_scanned)
1937 {
1938         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1939         int total = 0;
1940         int loop = 0;
1941         unsigned long excess;
1942         unsigned long nr_scanned;
1943         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1944                 .zone = zone,
1945                 .priority = 0,
1946         };
1947
1948         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1949
1950         while (1) {
1951                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1952                 if (!victim) {
1953                         loop++;
1954                         if (loop >= 2) {
1955                                 /*
1956                                  * If we have not been able to reclaim
1957                                  * anything, it might because there are
1958                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1959                                  */
1960                                 if (!total)
1961                                         break;
1962                                 /*
1963                                  * We want to do more targeted reclaim.
1964                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1965                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1966                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1967                                  */
1968                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1969                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1970                                         break;
1971                         }
1972                         continue;
1973                 }
1974                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1975                         continue;
1976                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1977                                                      zone, &nr_scanned);
1978                 *total_scanned += nr_scanned;
1979                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1980                         break;
1981         }
1982         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1983         return total;
1984 }
1985
1986 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1987 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1988         .name = "memcg_oom_lock",
1989 };
1990 #endif
1991
1992 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1993
1994 /*
1995  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1996  * If someone is running, return false.
1997  */
1998 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1999 {
2000         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2001
2002         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2003
2004         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2005                 if (iter->oom_lock) {
2006                         /*
2007                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2008                          * so we cannot give a lock.
2009                          */
2010                         failed = iter;
2011                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2012                         break;
2013                 } else
2014                         iter->oom_lock = true;
2015         }
2016
2017         if (failed) {
2018                 /*
2019                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2020                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2021                  */
2022                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2023                         if (iter == failed) {
2024                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2025                                 break;
2026                         }
2027                         iter->oom_lock = false;
2028                 }
2029         } else
2030                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2031
2032         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2033
2034         return !failed;
2035 }
2036
2037 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2038 {
2039         struct mem_cgroup *iter;
2040
2041         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2042         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2043         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2044                 iter->oom_lock = false;
2045         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2046 }
2047
2048 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2049 {
2050         struct mem_cgroup *iter;
2051
2052         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2053                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2054 }
2055
2056 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2057 {
2058         struct mem_cgroup *iter;
2059
2060         /*
2061          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2062          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2063          * atomic_add_unless() here.
2064          */
2065         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2066                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2067 }
2068
2069 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2070
2071 struct oom_wait_info {
2072         struct mem_cgroup *memcg;
2073         wait_queue_t    wait;
2074 };
2075
2076 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2077         unsigned mode, int sync, void *arg)
2078 {
2079         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2080         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2081         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2082
2083         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2084         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2085
2086         /*
2087          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2088          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2089          */
2090         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2091                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2092                 return 0;
2093         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2094 }
2095
2096 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2097 {
2098         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2099         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2100         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2101 }
2102
2103 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2104 {
2105         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2106                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2107 }
2108
2109 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2110 {
2111         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2112                 return;
2113         /*
2114          * We are in the middle of the charge context here, so we
2115          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2116          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2117          *
2118          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2119          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2120          * invocation might not even be necessary.
2121          *
2122          * That's why we don't do anything here except remember the
2123          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2124          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2125          * and when we know whether the fault was overall successful.
2126          */
2127         css_get(&memcg->css);
2128         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2129         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2130         current->memcg_oom.order = order;
2131 }
2132
2133 /**
2134  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2135  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2136  *
2137  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2138  * handler was enabled.
2139  *
2140  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2141  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2142  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2143  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2144  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2145  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2146  *
2147  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2148  * completed, %false otherwise.
2149  */
2150 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2151 {
2152         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2153         struct oom_wait_info owait;
2154         bool locked;
2155
2156         /* OOM is global, do not handle */
2157         if (!memcg)
2158                 return false;
2159
2160         if (!handle)
2161                 goto cleanup;
2162
2163         owait.memcg = memcg;
2164         owait.wait.flags = 0;
2165         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2166         owait.wait.private = current;
2167         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2168
2169         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2170         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2171
2172         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2173
2174         if (locked)
2175                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2176
2177         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2178                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2179                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2180                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2181                                          current->memcg_oom.order);
2182         } else {
2183                 schedule();
2184                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2185                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2186         }
2187
2188         if (locked) {
2189                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2190                 /*
2191                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2192                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2193                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2194                  */
2195                 memcg_oom_recover(memcg);
2196         }
2197 cleanup:
2198         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2199         css_put(&memcg->css);
2200         return true;
2201 }
2202
2203 /**
2204  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
2205  * @page: page that is going to change accounted state
2206  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
2207  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
2208  *
2209  * This function must mark the beginning of an accounted page state
2210  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
2211  * being moved to another memcg:
2212  *
2213  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2214  *   if (TestClearPageState(page))
2215  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2216  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2217  *
2218  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2219  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2220  * because page moving starts with an RCU grace period.
2221  *
2222  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2223  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2224  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2225  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2226  * account transaction might be complete.
2227  */
2228 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2229                                               bool *locked,
2230                                               unsigned long *flags)
2231 {
2232         struct mem_cgroup *memcg;
2233         struct page_cgroup *pc;
2234
2235         rcu_read_lock();
2236
2237         if (mem_cgroup_disabled())
2238                 return NULL;
2239
2240         pc = lookup_page_cgroup(page);
2241 again:
2242         memcg = pc->mem_cgroup;
2243         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2244                 return NULL;
2245
2246         *locked = false;
2247         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2248                 return memcg;
2249
2250         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2251         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2252                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2253                 goto again;
2254         }
2255         *locked = true;
2256
2257         return memcg;
2258 }
2259
2260 /**
2261  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2262  * @memcg: the memcg that was accounted against
2263  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2264  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2265  */
2266 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool locked,
2267                               unsigned long flags)
2268 {
2269         if (memcg && locked)
2270                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, &flags);
2271
2272         rcu_read_unlock();
2273 }
2274
2275 /**
2276  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2277  * @memcg: memcg to account against
2278  * @idx: page state item to account
2279  * @val: number of pages (positive or negative)
2280  *
2281  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2282  */
2283 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2284                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2285 {
2286         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2287
2288         if (memcg)
2289                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2290 }
2291
2292 /*
2293  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2294  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2295  */
2296 #define CHARGE_BATCH    32U
2297 struct memcg_stock_pcp {
2298         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2299         unsigned int nr_pages;
2300         struct work_struct work;
2301         unsigned long flags;
2302 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2303 };
2304 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2305 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2306
2307 /**
2308  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2309  * @memcg: memcg to consume from.
2310  * @nr_pages: how many pages to charge.
2311  *
2312  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2313  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2314  * service an allocation will refill the stock.
2315  *
2316  * returns true if successful, false otherwise.
2317  */
2318 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2319 {
2320         struct memcg_stock_pcp *stock;
2321         bool ret = false;
2322
2323         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2324                 return ret;
2325
2326         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2327         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2328                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2329                 ret = true;
2330         }
2331         put_cpu_var(memcg_stock);
2332         return ret;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2337  */
2338 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2339 {
2340         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2341
2342         if (stock->nr_pages) {
2343                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2344                 if (do_swap_account)
2345                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2346                 stock->nr_pages = 0;
2347         }
2348         stock->cached = NULL;
2349 }
2350
2351 /*
2352  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2353  * a thread which is pinned to local cpu.
2354  */
2355 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2356 {
2357         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2358         drain_stock(stock);
2359         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2360 }
2361
2362 static void __init memcg_stock_init(void)
2363 {
2364         int cpu;
2365
2366         for_each_possible_cpu(cpu) {
2367                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2368                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2369                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2370         }
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2375  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2376  */
2377 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2378 {
2379         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2380
2381         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2382                 drain_stock(stock);
2383                 stock->cached = memcg;
2384         }
2385         stock->nr_pages += nr_pages;
2386         put_cpu_var(memcg_stock);
2387 }
2388
2389 /*
2390  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2391  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2392  * until the work is done.
2393  */
2394 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2395 {
2396         int cpu, curcpu;
2397
2398         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2399         get_online_cpus();
2400         curcpu = get_cpu();
2401         for_each_online_cpu(cpu) {
2402                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2403                 struct mem_cgroup *memcg;
2404
2405                 memcg = stock->cached;
2406                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2407                         continue;
2408                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2409                         continue;
2410                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2411                         if (cpu == curcpu)
2412                                 drain_local_stock(&stock->work);
2413                         else
2414                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2415                 }
2416         }
2417         put_cpu();
2418
2419         if (!sync)
2420                 goto out;
2421
2422         for_each_online_cpu(cpu) {
2423                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2424                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2425                         flush_work(&stock->work);
2426         }
2427 out:
2428         put_online_cpus();
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2433  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2434  * expects some charges will be back later but cannot wait for it.
2435  */
2436 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2437 {
2438         /*
2439          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2440          */
2441         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2442                 return;
2443         drain_all_stock(root_memcg, false);
2444         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2445 }
2446
2447 /* This is a synchronous drain interface. */
2448 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2449 {
2450         /* called when force_empty is called */
2451         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2452         drain_all_stock(root_memcg, true);
2453         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2458  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2459  */
2460 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2461 {
2462         int i;
2463
2464         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2465         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2466                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2467
2468                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2469                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2470         }
2471         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2472                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2473
2474                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2475                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2476         }
2477         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2478 }
2479
2480 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2481                                         unsigned long action,
2482                                         void *hcpu)
2483 {
2484         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2485         struct memcg_stock_pcp *stock;
2486         struct mem_cgroup *iter;
2487
2488         if (action == CPU_ONLINE)
2489                 return NOTIFY_OK;
2490
2491         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2492                 return NOTIFY_OK;
2493
2494         for_each_mem_cgroup(iter)
2495                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2496
2497         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2498         drain_stock(stock);
2499         return NOTIFY_OK;
2500 }
2501
2502 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2503                       unsigned int nr_pages)
2504 {
2505         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2506         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2507         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2508         struct page_counter *counter;
2509         unsigned long nr_reclaimed;
2510         bool may_swap = true;
2511         bool drained = false;
2512         int ret = 0;
2513
2514         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2515                 goto done;
2516 retry:
2517         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2518                 goto done;
2519
2520         if (!do_swap_account ||
2521             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2522                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2523                         goto done_restock;
2524                 if (do_swap_account)
2525                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2526                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2527         } else {
2528                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2529                 may_swap = false;
2530         }
2531
2532         if (batch > nr_pages) {
2533                 batch = nr_pages;
2534                 goto retry;
2535         }
2536
2537         /*
2538          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2539          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2540          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2541          * free their memory.
2542          */
2543         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2544                      fatal_signal_pending(current) ||
2545                      current->flags & PF_EXITING))
2546                 goto bypass;
2547
2548         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2549                 goto nomem;
2550
2551         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2552                 goto nomem;
2553
2554         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2555                                                     gfp_mask, may_swap);
2556
2557         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2558                 goto retry;
2559
2560         if (!drained) {
2561                 drain_all_stock_async(mem_over_limit);
2562                 drained = true;
2563                 goto retry;
2564         }
2565
2566         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2567                 goto nomem;
2568         /*
2569          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2570          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2571          * before killing the task.
2572          *
2573          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2574          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2575          * to regular pages anyway in case of failure.
2576          */
2577         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2578                 goto retry;
2579         /*
2580          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2581          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2582          */
2583         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2584                 goto retry;
2585
2586         if (nr_retries--)
2587                 goto retry;
2588
2589         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2590                 goto bypass;
2591
2592         if (fatal_signal_pending(current))
2593                 goto bypass;
2594
2595         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2596 nomem:
2597         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2598                 return -ENOMEM;
2599 bypass:
2600         return -EINTR;
2601
2602 done_restock:
2603         if (batch > nr_pages)
2604                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2605 done:
2606         return ret;
2607 }
2608
2609 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2610 {
2611         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2612                 return;
2613
2614         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2615         if (do_swap_account)
2616                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2617 }
2618
2619 /*
2620  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2621  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2622  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2623  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2624  */
2625 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2626 {
2627         /* ID 0 is unused ID */
2628         if (!id)
2629                 return NULL;
2630         return mem_cgroup_from_id(id);
2631 }
2632
2633 /*
2634  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2635  * @page: the page
2636  *
2637  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2638  *
2639  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2640  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2641  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2642  */
2643 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2644 {
2645         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2646         struct page_cgroup *pc;
2647         unsigned short id;
2648         swp_entry_t ent;
2649
2650         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2651
2652         pc = lookup_page_cgroup(page);
2653         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2654                 memcg = pc->mem_cgroup;
2655                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2656                         memcg = NULL;
2657         } else if (PageSwapCache(page)) {
2658                 ent.val = page_private(page);
2659                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2660                 rcu_read_lock();
2661                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2662                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2663                         memcg = NULL;
2664                 rcu_read_unlock();
2665         }
2666         return memcg;
2667 }
2668
2669 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2670 {
2671         struct zone *zone = page_zone(page);
2672
2673         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2674         if (PageLRU(page)) {
2675                 struct lruvec *lruvec;
2676
2677                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2678                 ClearPageLRU(page);
2679                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2680                 *isolated = 1;
2681         } else
2682                 *isolated = 0;
2683 }
2684
2685 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2686 {
2687         struct zone *zone = page_zone(page);
2688
2689         if (isolated) {
2690                 struct lruvec *lruvec;
2691
2692                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2693                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2694                 SetPageLRU(page);
2695                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2696         }
2697         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2698 }
2699
2700 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2701                           bool lrucare)
2702 {
2703         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2704         int isolated;
2705
2706         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2707         /*
2708          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2709          * accessed by any other context at this point.
2710          */
2711
2712         /*
2713          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2714          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2715          */
2716         if (lrucare)
2717                 lock_page_lru(page, &isolated);
2718
2719         /*
2720          * Nobody should be changing or seriously looking at
2721          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2722          *
2723          * - the page is uncharged
2724          *
2725          * - the page is off-LRU
2726          *
2727          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2728          *   a locked page table
2729          *
2730          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2731          *   have the page locked
2732          */
2733         pc->mem_cgroup = memcg;
2734         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2735
2736         if (lrucare)
2737                 unlock_page_lru(page, isolated);
2738 }
2739
2740 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2741 /*
2742  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2743  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2744  */
2745 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2746
2747 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2748
2749 /*
2750  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2751  * in the memcg_cache_params struct.
2752  */
2753 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2754 {
2755         struct kmem_cache *cachep;
2756
2757         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2758         cachep = p->root_cache;
2759         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2760 }
2761
2762 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2763 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2764 {
2765         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2766         struct memcg_cache_params *params;
2767
2768         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2769                 return -EIO;
2770
2771         print_slabinfo_header(m);
2772
2773         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2774         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2775                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2776         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2777
2778         return 0;
2779 }
2780 #endif
2781
2782 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2783                              unsigned long nr_pages)
2784 {
2785         struct page_counter *counter;
2786         int ret = 0;
2787
2788         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2789         if (ret < 0)
2790                 return ret;
2791
2792         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2793         if (ret == -EINTR)  {
2794                 /*
2795                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2796                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2797                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2798                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2799                  * perspective, the cache has already been selected, by
2800                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2801                  * our minds.
2802                  *
2803                  * This condition will only trigger if the task entered
2804                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2805                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2806                  * when the allocation triggers should have been already
2807                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2808                  */
2809                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2810                 if (do_swap_account)
2811                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2812                 ret = 0;
2813         } else if (ret)
2814                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2815
2816         return ret;
2817 }
2818
2819 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2820                                 unsigned long nr_pages)
2821 {
2822         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2823         if (do_swap_account)
2824                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2825
2826         /* Not down to 0 */
2827         if (page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages))
2828                 return;
2829
2830         /*
2831          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2832          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2833          * outliving the memcg existence.
2834          *
2835          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2836          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2837          */
2838         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2839                 css_put(&memcg->css);
2840 }
2841
2842 /*
2843  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2844  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2845  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2846  */
2847 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2848 {
2849         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2850 }
2851
2852 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2853 {
2854         int id, size;
2855         int err;
2856
2857         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2858                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2859         if (id < 0)
2860                 return id;
2861
2862         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2863                 return id;
2864
2865         /*
2866          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2867          * so we have to grow them.
2868          */
2869
2870         size = 2 * (id + 1);
2871         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2872                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2873         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2874                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2875
2876         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2877         err = memcg_update_all_caches(size);
2878         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2879
2880         if (err) {
2881                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2882                 return err;
2883         }
2884         return id;
2885 }
2886
2887 static void memcg_free_cache_id(int id)
2888 {
2889         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2890 }
2891
2892 /*
2893  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2894  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2895  * calling this.
2896  */
2897 void memcg_update_array_size(int num)
2898 {
2899         memcg_limited_groups_array_size = num;
2900 }
2901
2902 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2903                                  struct kmem_cache *root_cache)
2904 {
2905         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2906                                                      memcg_slab_mutex */
2907         struct kmem_cache *cachep;
2908         int id;
2909
2910         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2911
2912         id = memcg_cache_id(memcg);
2913
2914         /*
2915          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2916          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2917          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2918          */
2919         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2920                 return;
2921
2922         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2923         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2924         /*
2925          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2926          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2927          * cache.
2928          */
2929         if (!cachep)
2930                 return;
2931
2932         css_get(&memcg->css);
2933         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2934
2935         /*
2936          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2937          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2938          * initialized.
2939          */
2940         smp_wmb();
2941
2942         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2943         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2944 }
2945
2946 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2947 {
2948         struct kmem_cache *root_cache;
2949         struct mem_cgroup *memcg;
2950         int id;
2951
2952         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2953
2954         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2955
2956         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2957         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2958         id = memcg_cache_id(memcg);
2959
2960         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2961         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2962
2963         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2964
2965         kmem_cache_destroy(cachep);
2966
2967         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2968         css_put(&memcg->css);
2969 }
2970
2971 /*
2972  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2973  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2974  * enqueing new caches to be created.
2975  *
2976  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2977  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2978  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2979  * objects during debug.
2980  *
2981  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2982  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2983  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2984  * cache again, failing at the same point.
2985  *
2986  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2987  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2988  * inside the following two functions.
2989  */
2990 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2991 {
2992         VM_BUG_ON(!current->mm);
2993         current->memcg_kmem_skip_account++;
2994 }
2995
2996 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2997 {
2998         VM_BUG_ON(!current->mm);
2999         current->memcg_kmem_skip_account--;
3000 }
3001
3002 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3003 {
3004         struct kmem_cache *c;
3005         int i, failed = 0;
3006
3007         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3008         for_each_memcg_cache_index(i) {
3009                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3010                 if (!c)
3011                         continue;
3012
3013                 memcg_unregister_cache(c);
3014
3015                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3016                         failed++;
3017         }
3018         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3019         return failed;
3020 }
3021
3022 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3023 {
3024         struct kmem_cache *cachep;
3025         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3026
3027         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3028                 return;
3029
3030         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3031         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3032                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3033                 kmem_cache_shrink(cachep);
3034                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3035                         memcg_unregister_cache(cachep);
3036         }
3037         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3038 }
3039
3040 struct memcg_register_cache_work {
3041         struct mem_cgroup *memcg;
3042         struct kmem_cache *cachep;
3043         struct work_struct work;
3044 };
3045
3046 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3047 {
3048         struct memcg_register_cache_work *cw =
3049                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3050         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3051         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3052
3053         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3054         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3055         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3056
3057         css_put(&memcg->css);
3058         kfree(cw);
3059 }
3060
3061 /*
3062  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3063  */
3064 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3065                                             struct kmem_cache *cachep)
3066 {
3067         struct memcg_register_cache_work *cw;
3068
3069         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3070         if (cw == NULL) {
3071                 css_put(&memcg->css);
3072                 return;
3073         }
3074
3075         cw->memcg = memcg;
3076         cw->cachep = cachep;
3077
3078         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3079         schedule_work(&cw->work);
3080 }
3081
3082 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3083                                           struct kmem_cache *cachep)
3084 {
3085         /*
3086          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3087          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3088          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3089          *
3090          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3091          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3092          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3093          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3094          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3095          */
3096         memcg_stop_kmem_account();
3097         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3098         memcg_resume_kmem_account();
3099 }
3100
3101 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3102 {
3103         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3104         int res;
3105
3106         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
3107         if (!res)
3108                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3109         return res;
3110 }
3111
3112 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3113 {
3114         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3115
3116         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
3117         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3118 }
3119
3120 /*
3121  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3122  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3123  *
3124  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3125  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3126  * in a workqueue.
3127  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3128  * the original cache.
3129  *
3130  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3131  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3132  */
3133 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3134                                           gfp_t gfp)
3135 {
3136         struct mem_cgroup *memcg;
3137         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3138
3139         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3140         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3141
3142         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3143                 return cachep;
3144
3145         rcu_read_lock();
3146         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3147
3148         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3149                 goto out;
3150
3151         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3152         if (likely(memcg_cachep)) {
3153                 cachep = memcg_cachep;
3154                 goto out;
3155         }
3156
3157         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3158         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3159                 goto out;
3160         rcu_read_unlock();
3161
3162         /*
3163          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3164          * context), we could be be predictable and return right away.
3165          * This would guarantee that the allocation being performed
3166          * already belongs in the new cache.
3167          *
3168          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3169          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3170          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3171          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3172          * defer everything.
3173          */
3174         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3175         return cachep;
3176 out:
3177         rcu_read_unlock();
3178         return cachep;
3179 }
3180
3181 /*
3182  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3183  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3184  * need a further commit step to do the final arrangements.
3185  *
3186  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3187  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3188  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3189  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3190  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3191  * the compiled-out case as well.
3192  *
3193  * Returning true means the allocation is possible.
3194  */
3195 bool
3196 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3197 {
3198         struct mem_cgroup *memcg;
3199         int ret;
3200
3201         *_memcg = NULL;
3202
3203         /*
3204          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3205          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3206          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3207          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3208          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3209          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3210          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3211          * altogether.
3212          *
3213          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3214          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3215          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3216          * the SLUB allocator:
3217          *
3218          *      memcg_stop_kmem_account();
3219          *      kmalloc(<large_number>)
3220          *      memcg_resume_kmem_account();
3221          *
3222          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3223          * since it will drive us directly to this function without passing
3224          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3225          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3226          * cache arrays. We bring this test here.
3227          */
3228         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3229                 return true;
3230
3231         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3232
3233         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
3234                 css_put(&memcg->css);
3235                 return true;
3236         }
3237
3238         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
3239         if (!ret)
3240                 *_memcg = memcg;
3241
3242         css_put(&memcg->css);
3243         return (ret == 0);
3244 }
3245
3246 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3247                               int order)
3248 {
3249         struct page_cgroup *pc;
3250
3251         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3252
3253         /* The page allocation failed. Revert */
3254         if (!page) {
3255                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3256                 return;
3257         }
3258         /*
3259          * The page is freshly allocated and not visible to any
3260          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3261          */
3262         pc = lookup_page_cgroup(page);
3263         pc->mem_cgroup = memcg;
3264         pc->flags = PCG_USED;
3265 }
3266
3267 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3268 {
3269         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3270         struct page_cgroup *pc;
3271
3272
3273         pc = lookup_page_cgroup(page);
3274         if (!PageCgroupUsed(pc))
3275                 return;
3276
3277         memcg = pc->mem_cgroup;
3278         pc->flags = 0;
3279
3280         /*
3281          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3282          * is a valid allocation
3283          */
3284         if (!memcg)
3285                 return;
3286
3287         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3288         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3289 }
3290 #else
3291 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3292 {
3293 }
3294 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3295
3296 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3297
3298 /*
3299  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3300  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3301  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3302  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3303  */
3304 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3305 {
3306         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3307         struct page_cgroup *pc;
3308         struct mem_cgroup *memcg;
3309         int i;
3310
3311         if (mem_cgroup_disabled())
3312                 return;
3313
3314         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3315         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3316                 pc = head_pc + i;
3317                 pc->mem_cgroup = memcg;
3318                 pc->flags = head_pc->flags;
3319         }
3320         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3321                        HPAGE_PMD_NR);
3322 }
3323 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3324
3325 /**
3326  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3327  * @page: the page
3328  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3329  * @pc: page_cgroup of the page.
3330  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3331  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3332  *
3333  * The caller must confirm following.
3334  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3335  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3336  *
3337  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3338  * from old cgroup.
3339  */
3340 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3341                                    unsigned int nr_pages,
3342                                    struct page_cgroup *pc,
3343                                    struct mem_cgroup *from,
3344                                    struct mem_cgroup *to)
3345 {
3346         unsigned long flags;
3347         int ret;
3348
3349         VM_BUG_ON(from == to);
3350         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3351         /*
3352          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3353          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3354          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3355          * hold it.
3356          */
3357         ret = -EBUSY;
3358         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3359                 goto out;
3360
3361         /*
3362          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3363          * of its source page while we change it: page migration takes
3364          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3365          */
3366         if (!trylock_page(page))
3367                 goto out;
3368
3369         ret = -EINVAL;
3370         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3371                 goto out_unlock;
3372
3373         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3374
3375         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3376                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3377                                nr_pages);
3378                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3379                                nr_pages);
3380         }
3381
3382         if (PageWriteback(page)) {
3383                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3384                                nr_pages);
3385                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3386                                nr_pages);
3387         }
3388
3389         /*
3390          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3391          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3392          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3393          */
3394
3395         /* caller should have done css_get */
3396         pc->mem_cgroup = to;
3397         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3398         ret = 0;
3399
3400         local_irq_disable();
3401         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3402         memcg_check_events(to, page);
3403         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3404         memcg_check_events(from, page);
3405         local_irq_enable();
3406 out_unlock:
3407         unlock_page(page);
3408 out:
3409         return ret;
3410 }
3411
3412 /**
3413  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3414  * @page: the page to move
3415  * @pc: page_cgroup of the page
3416  * @child: page's cgroup
3417  *
3418  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3419  * parent (aka use_hierarchy==0).
3420  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3421  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3422  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3423  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3424  * on the next attempt and the call should be retried later.
3425  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3426  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3427  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3428  * LRU or vanish.
3429  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3430  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3431  * disappear in the next attempt.
3432  */
3433 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3434                                   struct page_cgroup *pc,
3435                                   struct mem_cgroup *child)
3436 {
3437         struct mem_cgroup *parent;
3438         unsigned int nr_pages;
3439         unsigned long uninitialized_var(flags);
3440         int ret;
3441
3442         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3443
3444         ret = -EBUSY;
3445         if (!get_page_unless_zero(page))
3446                 goto out;
3447         if (isolate_lru_page(page))
3448                 goto put;
3449
3450         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3451
3452         parent = parent_mem_cgroup(child);
3453         /*
3454          * If no parent, move charges to root cgroup.
3455          */
3456         if (!parent)
3457                 parent = root_mem_cgroup;
3458
3459         if (nr_pages > 1) {
3460                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3461                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3462         }
3463
3464         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3465                                 pc, child, parent);
3466         if (!ret) {
3467                 /* Take charge off the local counters */
3468                 page_counter_cancel(&child->memory, nr_pages);
3469                 if (do_swap_account)
3470                         page_counter_cancel(&child->memsw, nr_pages);
3471         }
3472
3473         if (nr_pages > 1)
3474                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3475         putback_lru_page(page);
3476 put:
3477         put_page(page);
3478 out:
3479         return ret;
3480 }
3481
3482 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3483 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3484                                          bool charge)
3485 {
3486         int val = (charge) ? 1 : -1;
3487         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3488 }
3489
3490 /**
3491  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3492  * @entry: swap entry to be moved
3493  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3494  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3495  *
3496  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3497  * as the mem_cgroup's id of @from.
3498  *
3499  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3500  *
3501  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3502  * both res and memsw, and called css_get().
3503  */
3504 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3505                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3506 {
3507         unsigned short old_id, new_id;
3508
3509         old_id = mem_cgroup_id(from);
3510         new_id = mem_cgroup_id(to);
3511
3512         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3513                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3514                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3515                 /*
3516                  * This function is only called from task migration context now.
3517                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3518                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3519                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3520                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3521                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3522                  *
3523                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3524                  * alive, so we can just call css_get().
3525                  */
3526                 css_get(&to->css);
3527                 return 0;
3528         }
3529         return -EINVAL;
3530 }
3531 #else
3532 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3533                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3534 {
3535         return -EINVAL;
3536 }
3537 #endif
3538
3539 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3540 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3541 {
3542         struct page_cgroup *pc;
3543
3544         pc = lookup_page_cgroup(page);
3545         /*
3546          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3547          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3548          * or when mem_cgroup_disabled().
3549          */
3550         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3551                 return pc;
3552         return NULL;
3553 }
3554
3555 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3556 {
3557         if (mem_cgroup_disabled())
3558                 return false;
3559
3560         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3561 }
3562
3563 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3564 {
3565         struct page_cgroup *pc;
3566
3567         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3568         if (pc) {
3569                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3570                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3571         }
3572 }
3573 #endif
3574
3575 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3576
3577 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3578                                    unsigned long limit)
3579 {
3580         unsigned long curusage;
3581         unsigned long oldusage;
3582         bool enlarge = false;
3583         int retry_count;
3584         int ret;
3585
3586         /*
3587          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3588          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3589          * of # of children which we should visit in this loop.
3590          */
3591         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3592                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3593
3594         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3595
3596         do {
3597                 if (signal_pending(current)) {
3598                         ret = -EINTR;
3599                         break;
3600                 }
3601
3602                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3603                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3604                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3605                         ret = -EINVAL;
3606                         break;
3607                 }
3608                 if (limit > memcg->memory.limit)
3609                         enlarge = true;
3610                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3611                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3612
3613                 if (!ret)
3614                         break;
3615
3616                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3617
3618                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3619                 /* Usage is reduced ? */
3620                 if (curusage >= oldusage)
3621                         retry_count--;
3622                 else
3623                         oldusage = curusage;
3624         } while (retry_count);
3625
3626         if (!ret && enlarge)
3627                 memcg_oom_recover(memcg);
3628
3629         return ret;
3630 }
3631
3632 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3633                                          unsigned long limit)
3634 {
3635         unsigned long curusage;
3636         unsigned long oldusage;
3637         bool enlarge = false;
3638         int retry_count;
3639         int ret;
3640
3641         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3642         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3643                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3644
3645         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3646
3647         do {
3648                 if (signal_pending(current)) {
3649                         ret = -EINTR;
3650                         break;
3651                 }
3652
3653                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3654                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3655                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3656                         ret = -EINVAL;
3657                         break;
3658                 }
3659                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3660                         enlarge = true;
3661                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3662                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3663
3664                 if (!ret)
3665                         break;
3666
3667                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3668
3669                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3670                 /* Usage is reduced ? */
3671                 if (curusage >= oldusage)
3672                         retry_count--;
3673                 else
3674                         oldusage = curusage;
3675         } while (retry_count);
3676
3677         if (!ret && enlarge)
3678                 memcg_oom_recover(memcg);
3679
3680         return ret;
3681 }
3682
3683 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3684                                             gfp_t gfp_mask,
3685                                             unsigned long *total_scanned)
3686 {
3687         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3688         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3689         unsigned long reclaimed;
3690         int loop = 0;
3691         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3692         unsigned long excess;
3693         unsigned long nr_scanned;
3694
3695         if (order > 0)
3696                 return 0;
3697
3698         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3699         /*
3700          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3701          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3702          * pressure
3703          */
3704         do {
3705                 if (next_mz)
3706                         mz = next_mz;
3707                 else
3708                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3709                 if (!mz)
3710                         break;
3711
3712                 nr_scanned = 0;
3713                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3714                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3715                 nr_reclaimed += reclaimed;
3716                 *total_scanned += nr_scanned;
3717                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3718
3719                 /*
3720                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3721                  * it is time to move on to the next cgroup
3722                  */
3723                 next_mz = NULL;
3724                 if (!reclaimed) {
3725                         do {
3726                                 /*
3727                                  * Loop until we find yet another one.
3728                                  *
3729                                  * By the time we get the soft_limit lock
3730                                  * again, someone might have aded the
3731                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3732                                  * make sure we get a different mem.
3733                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3734                                  * NULL if no other cgroup is present on
3735                                  * the tree
3736                                  */
3737                                 next_mz =
3738                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3739                                 if (next_mz == mz)
3740                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3741                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3742                                         break;
3743                         } while (1);
3744                 }
3745                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3746                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3747                 /*
3748                  * One school of thought says that we should not add
3749                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3750                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3751                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3752                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3753                  * term TODO.
3754                  */
3755                 /* If excess == 0, no tree ops */
3756                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3757                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3758                 css_put(&mz->memcg->css);
3759                 loop++;
3760                 /*
3761                  * Could not reclaim anything and there are no more
3762                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3763                  * reclaiming anything.
3764                  */
3765                 if (!nr_reclaimed &&
3766                         (next_mz == NULL ||
3767                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3768                         break;
3769         } while (!nr_reclaimed);
3770         if (next_mz)
3771                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3772         return nr_reclaimed;
3773 }
3774
3775 /**
3776  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3777  * @memcg: group to clear
3778  * @node: NUMA node
3779  * @zid: zone id
3780  * @lru: lru to to clear
3781  *
3782  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3783  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3784  * group.
3785  */
3786 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3787                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3788 {
3789         struct lruvec *lruvec;
3790         unsigned long flags;
3791         struct list_head *list;
3792         struct page *busy;
3793         struct zone *zone;
3794
3795         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3796         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3797         list = &lruvec->lists[lru];
3798
3799         busy = NULL;
3800         do {
3801                 struct page_cgroup *pc;
3802                 struct page *page;
3803
3804                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3805                 if (list_empty(list)) {
3806                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3807                         break;
3808                 }
3809                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3810                 if (busy == page) {
3811                         list_move(&page->lru, list);
3812                         busy = NULL;
3813                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3814                         continue;
3815                 }
3816                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3817
3818                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3819
3820                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3821                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3822                         busy = page;
3823                 } else
3824                         busy = NULL;
3825                 cond_resched();
3826         } while (!list_empty(list));
3827 }
3828
3829 /*
3830  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3831  * all the charges and pages to the parent.
3832  * This enables deleting this mem_cgroup.
3833  *
3834  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3835  */
3836 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3837 {
3838         int node, zid;
3839
3840         do {
3841                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3842                 lru_add_drain_all();
3843                 drain_all_stock_sync(memcg);
3844                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3845                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3846                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3847                                 enum lru_list lru;
3848                                 for_each_lru(lru) {
3849                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3850                                                         node, zid, lru);
3851                                 }
3852                         }
3853                 }
3854                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3855                 memcg_oom_recover(memcg);
3856                 cond_resched();
3857
3858                 /*
3859                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
3860                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
3861                  * expect their value to drop to 0 here.
3862                  * Having res filled up with kmem only is enough.
3863                  *
3864                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3865                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3866                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3867                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3868                  * charge before adding to the LRU.
3869                  */
3870         } while (page_counter_read(&memcg->memory) -
3871                  page_counter_read(&memcg->kmem) > 0);
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3876  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3877  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3878  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3879  */
3880 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3881 {
3882         bool ret;
3883
3884         /*
3885          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3886          * it prevents a new child from being initialized based on this
3887          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3888          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3889          */
3890         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3891
3892         rcu_read_lock();
3893         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3894         rcu_read_unlock();
3895         return ret;
3896 }
3897
3898 /*
3899  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3900  * the rest to the parent.
3901  *
3902  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3903  */
3904 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3905 {
3906         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3907
3908         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3909         lru_add_drain_all();
3910         /* try to free all pages in this cgroup */
3911         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3912                 int progress;
3913
3914                 if (signal_pending(current))
3915                         return -EINTR;
3916
3917                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3918                                                         GFP_KERNEL, true);
3919                 if (!progress) {
3920                         nr_retries--;
3921                         /* maybe some writeback is necessary */
3922                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3923                 }
3924
3925         }
3926
3927         return 0;
3928 }
3929
3930 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3931                                             char *buf, size_t nbytes,
3932                                             loff_t off)
3933 {
3934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3935
3936         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3937                 return -EINVAL;
3938         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3939 }
3940
3941 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3942                                      struct cftype *cft)
3943 {
3944         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3945 }
3946
3947 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3948                                       struct cftype *cft, u64 val)
3949 {
3950         int retval = 0;
3951         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3952         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3953
3954         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3955
3956         if (memcg->use_hierarchy == val)
3957                 goto out;
3958
3959         /*
3960          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3961          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3962          * occur, provided the current cgroup has no children.
3963          *
3964          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3965          * set if there are no children.
3966          */
3967         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3968                                 (val == 1 || val == 0)) {
3969                 if (!memcg_has_children(memcg))
3970                         memcg->use_hierarchy = val;
3971                 else
3972                         retval = -EBUSY;
3973         } else
3974                 retval = -EINVAL;
3975
3976 out:
3977         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3978
3979         return retval;
3980 }
3981
3982 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3983                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3984 {
3985         struct mem_cgroup *iter;
3986         long val = 0;
3987
3988         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3989         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3990                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3991
3992         if (val < 0) /* race ? */
3993                 val = 0;
3994         return val;
3995 }
3996
3997 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3998 {
3999         u64 val;
4000
4001         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4002                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4003                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4004                 if (swap)
4005                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4006         } else {
4007                 if (!swap)
4008                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
4009                 else
4010                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
4011         }
4012         return val << PAGE_SHIFT;
4013 }
4014
4015 enum {
4016         RES_USAGE,
4017         RES_LIMIT,
4018         RES_MAX_USAGE,
4019         RES_FAILCNT,
4020         RES_SOFT_LIMIT,
4021 };
4022
4023 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4024                                struct cftype *cft)
4025 {
4026         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4027         struct page_counter *counter;
4028
4029         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
4030         case _MEM:
4031                 counter = &memcg->memory;
4032                 break;
4033         case _MEMSWAP:
4034                 counter = &memcg->memsw;
4035                 break;
4036         case _KMEM:
4037                 counter = &memcg->kmem;
4038                 break;
4039         default:
4040                 BUG();
4041         }
4042
4043         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
4044         case RES_USAGE:
4045                 if (counter == &memcg->memory)
4046                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
4047                 if (counter == &memcg->memsw)
4048                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
4049                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
4050         case RES_LIMIT:
4051                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
4052         case RES_MAX_USAGE:
4053                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
4054         case RES_FAILCNT:
4055                 return counter->failcnt;
4056         case RES_SOFT_LIMIT:
4057                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
4058         default:
4059                 BUG();
4060         }
4061 }
4062
4063 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4064 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4065 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4066                                  unsigned long nr_pages)
4067 {
4068         int err = 0;
4069         int memcg_id;
4070
4071         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4072                 return 0;
4073
4074         /*
4075          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4076          * cgroups so let's stop accounting here.
4077          */
4078         memcg_stop_kmem_account();
4079
4080         /*
4081          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4082          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4083          * already joined.
4084          *
4085          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4086          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4087          * place, which makes the value quite meaningless.
4088          *
4089          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4090          * of course permitted.
4091          */
4092         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4093         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4094             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4095                 err = -EBUSY;
4096         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4097         if (err)
4098                 goto out;
4099
4100         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
4101         if (memcg_id < 0) {
4102                 err = memcg_id;
4103                 goto out;
4104         }
4105
4106         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4107         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4108
4109         /*
4110          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4111          * active bit set yet, so this should succeed.
4112          */
4113         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
4114         VM_BUG_ON(err);
4115
4116         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4117         /*
4118          * Setting the active bit after enabling static branching will
4119          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4120          * patched.
4121          */
4122         memcg_kmem_set_active(memcg);
4123 out:
4124         memcg_resume_kmem_account();
4125         return err;
4126 }
4127
4128 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4129                                unsigned long nr_pages)
4130 {
4131         int ret;
4132
4133         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4134         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, nr_pages);
4135         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4136         return ret;
4137 }
4138
4139 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4140                                    unsigned long limit)
4141 {
4142         int ret;
4143
4144         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
4145         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4146                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4147         else
4148                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
4149         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
4150         return ret;
4151 }
4152
4153 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4154 {
4155         int ret = 0;
4156         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4157
4158         if (!parent)
4159                 return 0;
4160
4161         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4162         /*
4163          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4164          * after this point, because it has at least one child already.
4165          */
4166         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4167                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4168         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4169         return ret;
4170 }
4171 #else
4172 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4173                                    unsigned long limit)
4174 {
4175         return -EINVAL;
4176 }
4177 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4178
4179 /*
4180  * The user of this function is...
4181  * RES_LIMIT.
4182  */
4183 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4184                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4185 {
4186         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4187         unsigned long nr_pages;
4188         int ret;
4189
4190         buf = strstrip(buf);
4191         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
4192         if (ret)
4193                 return ret;
4194
4195         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4196         case RES_LIMIT:
4197                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4198                         ret = -EINVAL;
4199                         break;
4200                 }
4201                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4202                 case _MEM:
4203                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
4204                         break;
4205                 case _MEMSWAP:
4206                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
4207                         break;
4208                 case _KMEM:
4209                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
4210                         break;
4211                 }
4212                 break;
4213         case RES_SOFT_LIMIT:
4214                 memcg->soft_limit = nr_pages;
4215                 ret = 0;
4216                 break;
4217         }
4218         return ret ?: nbytes;
4219 }
4220
4221 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4222                                 size_t nbytes, loff_t off)
4223 {
4224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4225         struct page_counter *counter;
4226
4227         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4228         case _MEM:
4229                 counter = &memcg->memory;
4230                 break;
4231         case _MEMSWAP:
4232                 counter = &memcg->memsw;
4233                 break;
4234         case _KMEM:
4235                 counter = &memcg->kmem;
4236                 break;
4237         default:
4238                 BUG();
4239         }
4240
4241         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4242         case RES_MAX_USAGE:
4243                 page_counter_reset_watermark(counter);
4244                 break;
4245         case RES_FAILCNT:
4246                 counter->failcnt = 0;
4247                 break;
4248         default:
4249                 BUG();
4250         }
4251
4252         return nbytes;
4253 }
4254
4255 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4256                                         struct cftype *cft)
4257 {
4258         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4259 }
4260
4261 #ifdef CONFIG_MMU
4262 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4263                                         struct cftype *cft, u64 val)
4264 {
4265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4266
4267         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4268                 return -EINVAL;
4269
4270         /*
4271          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4272          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4273          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4274          * affect task migrations starting after the change.
4275          */
4276         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4277         return 0;
4278 }
4279 #else
4280 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4281                                         struct cftype *cft, u64 val)
4282 {
4283         return -ENOSYS;
4284 }
4285 #endif
4286
4287 #ifdef CONFIG_NUMA
4288 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4289 {
4290         struct numa_stat {
4291                 const char *name;
4292                 unsigned int lru_mask;
4293         };
4294
4295         static const struct numa_stat stats[] = {
4296                 { "total", LRU_ALL },
4297                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4298                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4299                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4300         };
4301         const struct numa_stat *stat;
4302         int nid;
4303         unsigned long nr;
4304         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4305
4306         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4307                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4308                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4309                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4310                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4311                                                           stat->lru_mask);
4312                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4313                 }
4314                 seq_putc(m, '\n');
4315         }
4316
4317         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4318                 struct mem_cgroup *iter;
4319
4320                 nr = 0;
4321                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4322                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4323                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4324                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4325                         nr = 0;
4326                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4327                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4328                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4329                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4330                 }
4331                 seq_putc(m, '\n');
4332         }
4333
4334         return 0;
4335 }
4336 #endif /* CONFIG_NUMA */
4337
4338 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4339 {
4340         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4341 }
4342
4343 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4344 {
4345         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4346         unsigned long memory, memsw;
4347         struct mem_cgroup *mi;
4348         unsigned int i;
4349
4350         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4351                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4352                         continue;
4353                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4354                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4355         }
4356
4357         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4358                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4359                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4360
4361         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4362                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4363                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4364
4365         /* Hierarchical information */
4366         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4367         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4368                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
4369                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
4370         }
4371         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4372                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4373         if (do_swap_account)
4374                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4375                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4376
4377         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4378                 long long val = 0;
4379
4380                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4381                         continue;
4382                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4383                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4384                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4385         }
4386
4387         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4388                 unsigned long long val = 0;
4389
4390                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4391                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4392                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4393                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4394         }
4395
4396         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4397                 unsigned long long val = 0;
4398
4399                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4400                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4401                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4402         }
4403
4404 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4405         {
4406                 int nid, zid;
4407                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4408                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4409                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4410                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4411
4412                 for_each_online_node(nid)
4413                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4414                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4415                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4416
4417                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4418                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4419                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4420                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4421                         }
4422                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4423                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4424                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4425                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4426         }
4427 #endif
4428
4429         return 0;
4430 }
4431
4432 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4433                                       struct cftype *cft)
4434 {
4435         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4436
4437         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4438 }
4439
4440 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4441                                        struct cftype *cft, u64 val)
4442 {
4443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4444
4445         if (val > 100)
4446                 return -EINVAL;
4447
4448         if (css->parent)
4449                 memcg->swappiness = val;
4450         else
4451                 vm_swappiness = val;
4452
4453         return 0;
4454 }
4455
4456 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4457 {
4458         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4459         unsigned long usage;
4460         int i;
4461
4462         rcu_read_lock();
4463         if (!swap)
4464                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4465         else
4466                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4467
4468         if (!t)
4469                 goto unlock;
4470
4471         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4472
4473         /*
4474          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4475          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4476          * call of __mem_cgroup_threshold().
4477          */
4478         i = t->current_threshold;
4479
4480         /*
4481          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4482          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4483          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4484          * only one element of the array here.
4485          */
4486         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4487                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4488
4489         /* i = current_threshold + 1 */
4490         i++;
4491
4492         /*
4493          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4494          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4495          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4496          * only one element of the array here.
4497          */
4498         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4499                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4500
4501         /* Update current_threshold */
4502         t->current_threshold = i - 1;
4503 unlock:
4504         rcu_read_unlock();
4505 }
4506
4507 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4508 {
4509         while (memcg) {
4510                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4511                 if (do_swap_account)
4512                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4513
4514                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4515         }
4516 }
4517
4518 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4519 {
4520         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4521         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4522
4523         if (_a->threshold > _b->threshold)
4524                 return 1;
4525
4526         if (_a->threshold < _b->threshold)
4527                 return -1;
4528
4529         return 0;
4530 }
4531
4532 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4533 {
4534         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4535
4536         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4537
4538         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4539                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4540
4541         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4542         return 0;
4543 }
4544
4545 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4546 {
4547         struct mem_cgroup *iter;
4548
4549         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4550                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4551 }
4552
4553 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4554         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4555 {
4556         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4557         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4558         unsigned long threshold;
4559         unsigned long usage;
4560         int i, size, ret;
4561
4562         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4563         if (ret)
4564                 return ret;
4565
4566         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4567
4568         if (type == _MEM) {
4569                 thresholds = &memcg->thresholds;
4570                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4571         } else if (type == _MEMSWAP) {
4572                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4573                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4574         } else
4575                 BUG();
4576
4577         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4578         if (thresholds->primary)
4579                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4580
4581         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4582
4583         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4584         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4585                         GFP_KERNEL);
4586         if (!new) {
4587                 ret = -ENOMEM;
4588                 goto unlock;
4589         }
4590         new->size = size;
4591
4592         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4593         if (thresholds->primary) {
4594                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4595                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4596         }
4597
4598         /* Add new threshold */
4599         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4600         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4601
4602         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4603         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4604                         compare_thresholds, NULL);
4605
4606         /* Find current threshold */
4607         new->current_threshold = -1;
4608         for (i = 0; i < size; i++) {
4609                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4610                         /*
4611                          * new->current_threshold will not be used until
4612                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4613                          * it here.
4614                          */
4615                         ++new->current_threshold;
4616                 } else
4617                         break;
4618         }
4619
4620         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4621         kfree(thresholds->spare);
4622         thresholds->spare = thresholds->primary;
4623
4624         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4625
4626         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4627         synchronize_rcu();
4628
4629 unlock:
4630         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4631
4632         return ret;
4633 }
4634
4635 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4636         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4637 {
4638         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4639 }
4640
4641 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4642         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4643 {
4644         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4645 }
4646
4647 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4648         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4649 {
4650         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4651         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4652         unsigned long usage;
4653         int i, j, size;
4654
4655         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4656
4657         if (type == _MEM) {
4658                 thresholds = &memcg->thresholds;
4659                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4660         } else if (type == _MEMSWAP) {
4661                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4662                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4663         } else
4664                 BUG();
4665
4666         if (!thresholds->primary)
4667                 goto unlock;
4668
4669         /* Check if a threshold crossed before removing */
4670         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4671
4672         /* Calculate new number of threshold */
4673         size = 0;
4674         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4675                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4676                         size++;
4677         }
4678
4679         new = thresholds->spare;
4680
4681         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4682         if (!size) {
4683                 kfree(new);
4684                 new = NULL;
4685                 goto swap_buffers;
4686         }
4687
4688         new->size = size;
4689
4690         /* Copy thresholds and find current threshold */
4691         new->current_threshold = -1;
4692         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4693                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4694                         continue;
4695
4696                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4697                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4698                         /*
4699                          * new->current_threshold will not be used
4700                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4701                          * it here.
4702                          */
4703                         ++new->current_threshold;
4704                 }
4705                 j++;
4706         }
4707
4708 swap_buffers:
4709         /* Swap primary and spare array */
4710         thresholds->spare = thresholds->primary;
4711         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4712         if (!new) {
4713                 kfree(thresholds->spare);
4714                 thresholds->spare = NULL;
4715         }
4716
4717         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4718
4719         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4720         synchronize_rcu();
4721 unlock:
4722         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4723 }
4724
4725 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4726         struct eventfd_ctx *eventfd)
4727 {
4728         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4729 }
4730
4731 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4732         struct eventfd_ctx *eventfd)
4733 {
4734         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4735 }
4736
4737 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4738         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4739 {
4740         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4741
4742         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4743         if (!event)
4744                 return -ENOMEM;
4745
4746         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4747
4748         event->eventfd = eventfd;
4749         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4750
4751         /* already in OOM ? */
4752         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4753                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4754         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4755
4756         return 0;
4757 }
4758
4759 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4760         struct eventfd_ctx *eventfd)
4761 {
4762         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4763
4764         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4765
4766         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4767                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4768                         list_del(&ev->list);
4769                         kfree(ev);
4770                 }
4771         }
4772
4773         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4774 }
4775
4776 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4777 {
4778         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4779
4780         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4781         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4782         return 0;
4783 }
4784
4785 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4786         struct cftype *cft, u64 val)
4787 {
4788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4789
4790         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4791         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4792                 return -EINVAL;
4793
4794         memcg->oom_kill_disable = val;
4795         if (!val)
4796                 memcg_oom_recover(memcg);
4797
4798         return 0;
4799 }
4800
4801 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4802 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4803 {
4804         int ret;
4805
4806         memcg->kmemcg_id = -1;
4807         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4808         if (ret)
4809                 return ret;
4810
4811         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4812 }
4813
4814 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4815 {
4816         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4817 }
4818
4819 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4820 {
4821         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4822                 return;
4823
4824         /*
4825          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4826          * pages, for instance, a page contain objects from various
4827          * processes. As we prevent from taking a reference for every
4828          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
4829          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
4830          *
4831          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
4832          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
4833          * reference is taken here before the group is marked dead
4834          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
4835          *
4836          * Although this might sound strange as this path is called from
4837          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
4838          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
4839          * fail) we do not have other options because of the kmem
4840          * allocations lifetime.
4841          */
4842         css_get(&memcg->css);
4843
4844         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
4845
4846         if (page_counter_read(&memcg->kmem))
4847                 return;
4848
4849         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
4850                 css_put(&memcg->css);
4851 }
4852 #else
4853 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4854 {
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4859 {
4860 }
4861
4862 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4863 {
4864 }
4865 #endif
4866
4867 /*
4868  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4869  *
4870  * "cgroup.event_control" implementation.
4871  *
4872  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4873  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4874  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4875  *
4876  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4877  * possible.
4878  */
4879
4880 /*
4881  * Unregister event and free resources.
4882  *
4883  * Gets called from workqueue.
4884  */
4885 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4886 {
4887         struct mem_cgroup_event *event =
4888                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4889         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4890
4891         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4892
4893         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4894
4895         /* Notify userspace the event is going away. */
4896         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4897
4898         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4899         kfree(event);
4900         css_put(&memcg->css);
4901 }
4902
4903 /*
4904  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4905  *
4906  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4907  */
4908 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4909                             int sync, void *key)
4910 {
4911         struct mem_cgroup_event *event =
4912                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4913         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4914         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4915
4916         if (flags & POLLHUP) {
4917                 /*
4918                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4919                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4920                  * for us.
4921                  *
4922                  * We can't race against event freeing since the other
4923                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4924                  * which we hold.
4925                  */
4926                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4927                 if (!list_empty(&event->list)) {
4928                         list_del_init(&event->list);
4929                         /*
4930                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4931                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4932                          */
4933                         schedule_work(&event->remove);
4934                 }
4935                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4936         }
4937
4938         return 0;
4939 }
4940
4941 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4942                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4943 {
4944         struct mem_cgroup_event *event =
4945                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4946
4947         event->wqh = wqh;
4948         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4949 }
4950
4951 /*
4952  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4953  *
4954  * Parse input and register new cgroup event handler.
4955  *
4956  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4957  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4958  */
4959 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4960                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4961 {
4962         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4963         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4964         struct mem_cgroup_event *event;
4965         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4966         unsigned int efd, cfd;
4967         struct fd efile;
4968         struct fd cfile;
4969         const char *name;
4970         char *endp;
4971         int ret;
4972
4973         buf = strstrip(buf);
4974
4975         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4976         if (*endp != ' ')
4977                 return -EINVAL;
4978         buf = endp + 1;
4979
4980         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4981         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4982                 return -EINVAL;
4983         buf = endp + 1;
4984
4985         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4986         if (!event)
4987                 return -ENOMEM;
4988
4989         event->memcg = memcg;
4990         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4991         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4992         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4993         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4994
4995         efile = fdget(efd);
4996         if (!efile.file) {
4997                 ret = -EBADF;
4998                 goto out_kfree;
4999         }
5000
5001         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5002         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5003                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5004                 goto out_put_efile;
5005         }
5006
5007         cfile = fdget(cfd);
5008         if (!cfile.file) {
5009                 ret = -EBADF;
5010                 goto out_put_eventfd;
5011         }
5012
5013         /* the process need read permission on control file */
5014         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5015         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5016         if (ret < 0)
5017                 goto out_put_cfile;
5018
5019         /*
5020          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5021          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5022          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5023          * is for compatibility anyway.
5024          *
5025          * DO NOT ADD NEW FILES.
5026          */
5027         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5028
5029         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5030                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5031                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5032         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5033                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5034                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5035         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5036                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5037                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5038         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5039                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5040                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5041         } else {
5042                 ret = -EINVAL;
5043                 goto out_put_cfile;
5044         }
5045
5046         /*
5047          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5048          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5049          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5050          */
5051         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5052                                                &memory_cgrp_subsys);
5053         ret = -EINVAL;
5054         if (IS_ERR(cfile_css))
5055                 goto out_put_cfile;
5056         if (cfile_css != css) {
5057                 css_put(cfile_css);
5058                 goto out_put_cfile;
5059         }
5060
5061         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5062         if (ret)
5063                 goto out_put_css;
5064
5065         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5066
5067         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5068         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5069         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5070
5071         fdput(cfile);
5072         fdput(efile);
5073
5074         return nbytes;
5075
5076 out_put_css:
5077         css_put(css);
5078 out_put_cfile:
5079         fdput(cfile);
5080 out_put_eventfd:
5081         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5082 out_put_efile:
5083         fdput(efile);
5084 out_kfree:
5085         kfree(event);
5086
5087         return ret;
5088 }
5089
5090 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5091         {
5092                 .name = "usage_in_bytes",
5093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5094                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5095         },
5096         {
5097                 .name = "max_usage_in_bytes",
5098                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5099                 .write = mem_cgroup_reset,
5100                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5101         },
5102         {
5103                 .name = "limit_in_bytes",
5104                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5105                 .write = mem_cgroup_write,
5106                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5107         },
5108         {
5109                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5110                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5111                 .write = mem_cgroup_write,
5112                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5113         },
5114         {
5115                 .name = "failcnt",
5116                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5117                 .write = mem_cgroup_reset,
5118                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5119         },
5120         {
5121                 .name = "stat",
5122                 .seq_show = memcg_stat_show,
5123         },
5124         {
5125                 .name = "force_empty",
5126                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5127         },
5128         {
5129                 .name = "use_hierarchy",
5130                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5131                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5132         },
5133         {
5134                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5135                 .write = memcg_write_event_control,
5136                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5137                 .mode = S_IWUGO,
5138         },
5139         {
5140                 .name = "swappiness",
5141                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5142                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5143         },
5144         {
5145                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5146                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5147                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5148         },
5149         {
5150                 .name = "oom_control",
5151                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5152                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5153                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5154         },
5155         {
5156                 .name = "pressure_level",
5157         },
5158 #ifdef CONFIG_NUMA
5159         {
5160                 .name = "numa_stat",
5161                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5162         },
5163 #endif
5164 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5165         {
5166                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5167                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5168                 .write = mem_cgroup_write,
5169                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5170         },
5171         {
5172                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5173                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5174                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5175         },
5176         {
5177                 .name = "kmem.failcnt",
5178                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5179                 .write = mem_cgroup_reset,
5180                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5181         },
5182         {
5183                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5184                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5185                 .write = mem_cgroup_reset,
5186                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5187         },
5188 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5189         {
5190                 .name = "kmem.slabinfo",
5191                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5192         },
5193 #endif
5194 #endif
5195         { },    /* terminate */
5196 };
5197
5198 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5199 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5200         {
5201                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5202                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5203                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5204         },
5205         {
5206                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5207                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5208                 .write = mem_cgroup_reset,
5209                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5210         },
5211         {
5212                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5213                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5214                 .write = mem_cgroup_write,
5215                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5216         },
5217         {
5218                 .name = "memsw.failcnt",
5219                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5220                 .write = mem_cgroup_reset,
5221                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5222         },
5223         { },    /* terminate */
5224 };
5225 #endif
5226 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5227 {
5228         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5229         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5230         int zone, tmp = node;
5231         /*
5232          * This routine is called against possible nodes.
5233          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5234          *
5235          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5236          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5237          *       function.
5238          */
5239         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5240                 tmp = -1;
5241         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5242         if (!pn)
5243                 return 1;
5244
5245         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5246                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5247                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5248                 mz->usage_in_excess = 0;
5249                 mz->on_tree = false;
5250                 mz->memcg = memcg;
5251         }
5252         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5253         return 0;
5254 }
5255
5256 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5257 {
5258         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5259 }
5260
5261 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5262 {
5263         struct mem_cgroup *memcg;
5264         size_t size;
5265
5266         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5267         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5268
5269         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5270         if (!memcg)
5271                 return NULL;
5272
5273         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5274         if (!memcg->stat)
5275                 goto out_free;
5276         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5277         return memcg;
5278
5279 out_free:
5280         kfree(memcg);
5281         return NULL;
5282 }
5283
5284 /*
5285  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5286  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5287  *
5288  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5289  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5290  * it goes down to 0.
5291  *
5292  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5293  */
5294
5295 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5296 {
5297         int node;
5298
5299         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5300
5301         for_each_node(node)
5302                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5303
5304         free_percpu(memcg->stat);
5305
5306         /*
5307          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5308          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5309          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5310          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5311          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5312          *
5313          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5314          * to move this code around, and make sure it is outside
5315          * the cgroup_lock.
5316          */
5317         disarm_static_keys(memcg);
5318         kfree(memcg);
5319 }
5320
5321 /*
5322  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5323  */
5324 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5325 {
5326         if (!memcg->memory.parent)
5327                 return NULL;
5328         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
5329 }
5330 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5331
5332 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5333 {
5334         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5335         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5336         int tmp, node, zone;
5337
5338         for_each_node(node) {
5339                 tmp = node;
5340                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5341                         tmp = -1;
5342                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5343                 BUG_ON(!rtpn);
5344
5345                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5346
5347                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5348                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5349                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5350                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5351                 }
5352         }
5353 }
5354
5355 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5356 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5357 {
5358         struct mem_cgroup *memcg;
5359         long error = -ENOMEM;
5360         int node;
5361
5362         memcg = mem_cgroup_alloc();
5363         if (!memcg)
5364                 return ERR_PTR(error);
5365
5366         for_each_node(node)
5367                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5368                         goto free_out;
5369
5370         /* root ? */
5371         if (parent_css == NULL) {
5372                 root_mem_cgroup = memcg;
5373                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5374                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5375                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5376         }
5377
5378         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5379         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5380         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5381         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5382         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5383         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5384         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5385         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5386
5387         return &memcg->css;
5388
5389 free_out:
5390         __mem_cgroup_free(memcg);
5391         return ERR_PTR(error);
5392 }
5393
5394 static int
5395 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5396 {
5397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5398         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5399         int ret;
5400
5401         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5402                 return -ENOSPC;
5403
5404         if (!parent)
5405                 return 0;
5406
5407         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5408
5409         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5410         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5411         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5412
5413         if (parent->use_hierarchy) {
5414                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5415                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5416                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5417
5418                 /*
5419                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5420                  * core guarantees its existence.
5421                  */
5422         } else {
5423                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5424                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5425                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5426                 /*
5427                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5428                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5429                  * unfortunate state in our controller.
5430                  */
5431                 if (parent != root_mem_cgroup)
5432                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5433         }
5434         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5435
5436         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5437         if (ret)
5438                 return ret;
5439
5440         /*
5441          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
5442          * orders reading memcg->initialized against its callers
5443          * reading the memcg members.
5444          */
5445         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
5446
5447         return 0;
5448 }
5449
5450 /*
5451  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5452  */
5453 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5454 {
5455         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5456
5457         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5458                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5459
5460         /*
5461          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5462          * explicitely.
5463          */
5464         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5465                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5466 }
5467
5468 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5469 {
5470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5471         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5472         struct cgroup_subsys_state *iter;
5473
5474         /*
5475          * Unregister events and notify userspace.
5476          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5477          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5478          */
5479         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5480         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5481                 list_del_init(&event->list);
5482                 schedule_work(&event->remove);
5483         }
5484         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5485
5486         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5487
5488         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5489
5490         /*
5491          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
5492          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
5493          */
5494         css_for_each_descendant_post(iter, css)
5495                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
5496
5497         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5498         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5499 }
5500
5501 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5502 {
5503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5504         /*
5505          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
5506          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
5507          * memcg does not do css_tryget_online() and page_counter charging
5508          * under the same RCU lock region, which means that charging
5509          * could race with offlining.  Offlining only happens to
5510          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
5511          * without any tasks from the swapin path when the target
5512          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
5513          * current task as it usually is.  A race like this can leak
5514          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
5515          * circulation:
5516          *
5517          * #0                        #1
5518          *                           lookup_swap_cgroup_id()
5519          *                           rcu_read_lock()
5520          *                           mem_cgroup_lookup()
5521          *                           css_tryget_online()
5522          *                           rcu_read_unlock()
5523          * disable css_tryget_online()
5524          * call_rcu()
5525          *   offline_css()
5526          *     reparent_charges()
5527          *                           page_counter_try_charge()
5528          *                           css_put()
5529          *                             css_free()
5530          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
5531          *                           add page to lru
5532          *
5533          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
5534          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
5535          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
5536          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
5537          * made after offlining:
5538          */
5539         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5540
5541         memcg_destroy_kmem(memcg);
5542         __mem_cgroup_free(memcg);
5543 }
5544
5545 /**
5546  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5547  * @css: the target css
5548  *
5549  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5550  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5551  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5552  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5553  * made visible again.
5554  *
5555  * The current implementation only resets the essential configurations.
5556  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5557  */
5558 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5559 {
5560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5561
5562         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5563         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5564         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5565         memcg->soft_limit = 0;
5566 }
5567
5568 #ifdef CONFIG_MMU
5569 /* Handlers for move charge at task migration. */
5570 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5571 {
5572         int ret;
5573
5574         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5575         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5576         if (!ret) {
5577                 mc.precharge += count;
5578                 return ret;
5579         }
5580         if (ret == -EINTR) {
5581                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5582                 return ret;
5583         }
5584
5585         /* Try charges one by one with reclaim */
5586         while (count--) {
5587                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5588                 /*
5589                  * In case of failure, any residual charges against
5590                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5591                  * later on.  However, cancel any charges that are
5592                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5593                  */
5594                 if (ret == -EINTR)
5595                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5596                 if (ret)
5597                         return ret;
5598                 mc.precharge++;
5599                 cond_resched();
5600         }
5601         return 0;
5602 }
5603
5604 /**
5605  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5606  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5607  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5608  * @ptent: the pte to be checked
5609  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5610  *
5611  * Returns
5612  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5613  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5614  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5615  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5616  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5617  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5618  *     in target->ent.
5619  *
5620  * Called with pte lock held.
5621  */
5622 union mc_target {
5623         struct page     *page;
5624         swp_entry_t     ent;
5625 };
5626
5627 enum mc_target_type {
5628         MC_TARGET_NONE = 0,
5629         MC_TARGET_PAGE,
5630         MC_TARGET_SWAP,
5631 };
5632
5633 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5634                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5635 {
5636         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5637
5638         if (!page || !page_mapped(page))
5639                 return NULL;
5640         if (PageAnon(page)) {
5641                 /* we don't move shared anon */
5642                 if (!move_anon())
5643                         return NULL;
5644         } else if (!move_file())
5645                 /* we ignore mapcount for file pages */
5646                 return NULL;
5647         if (!get_page_unless_zero(page))
5648                 return NULL;
5649
5650         return page;
5651 }
5652
5653 #ifdef CONFIG_SWAP
5654 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5655                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5656 {
5657         struct page *page = NULL;
5658         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5659
5660         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5661                 return NULL;
5662         /*
5663          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5664          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5665          */
5666         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5667         if (do_swap_account)
5668                 entry->val = ent.val;
5669
5670         return page;
5671 }
5672 #else
5673 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5674                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5675 {
5676         return NULL;
5677 }
5678 #endif
5679
5680 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5681                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5682 {
5683         struct page *page = NULL;
5684         struct address_space *mapping;
5685         pgoff_t pgoff;
5686
5687         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5688                 return NULL;
5689         if (!move_file())
5690                 return NULL;
5691
5692         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5693         if (pte_none(ptent))
5694                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5695         else /* pte_file(ptent) is true */
5696                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5697
5698         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5699 #ifdef CONFIG_SWAP
5700         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5701         if (shmem_mapping(mapping)) {
5702                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5703                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5704                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5705                         if (do_swap_account)
5706                                 *entry = swp;
5707                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5708                 }
5709         } else
5710                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5711 #else
5712         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5713 #endif
5714         return page;
5715 }
5716
5717 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5718                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5719 {
5720         struct page *page = NULL;
5721         struct page_cgroup *pc;
5722         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5723         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5724
5725         if (pte_present(ptent))
5726                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5727         else if (is_swap_pte(ptent))
5728                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5729         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5730                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5731
5732         if (!page && !ent.val)
5733                 return ret;
5734         if (page) {
5735                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5736                 /*
5737                  * Do only loose check w/o serialization.
5738                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5739                  * not under LRU exclusion.
5740                  */
5741                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5742                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5743                         if (target)
5744                                 target->page = page;
5745                 }
5746                 if (!ret || !target)
5747                         put_page(page);
5748         }
5749         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5750         if (ent.val && !ret &&
5751             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5752                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5753                 if (target)
5754                         target->ent = ent;
5755         }
5756         return ret;
5757 }
5758
5759 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5760 /*
5761  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5762  * support them for now.
5763  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5764  */
5765 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5766                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5767 {
5768         struct page *page = NULL;
5769         struct page_cgroup *pc;
5770         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5771
5772         page = pmd_page(pmd);
5773         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5774         if (!move_anon())
5775                 return ret;
5776         pc = lookup_page_cgroup(page);
5777         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5778                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5779                 if (target) {
5780                         get_page(page);
5781                         target->page = page;
5782                 }
5783         }
5784         return ret;
5785 }
5786 #else
5787 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5788                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5789 {
5790         return MC_TARGET_NONE;
5791 }
5792 #endif
5793
5794 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5795                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5796                                         struct mm_walk *walk)
5797 {
5798         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5799         pte_t *pte;
5800         spinlock_t *ptl;
5801
5802         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5803                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5804                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5805                 spin_unlock(ptl);
5806                 return 0;
5807         }
5808
5809         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5810                 return 0;
5811         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5812         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5813                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5814                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5815         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5816         cond_resched();
5817
5818         return 0;
5819 }
5820
5821 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5822 {
5823         unsigned long precharge;
5824         struct vm_area_struct *vma;
5825
5826         down_read(&mm->mmap_sem);
5827         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5828                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5829                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5830                         .mm = mm,
5831                         .private = vma,
5832                 };
5833                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5834                         continue;
5835                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5836                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5837         }
5838         up_read(&mm->mmap_sem);
5839
5840         precharge = mc.precharge;
5841         mc.precharge = 0;
5842
5843         return precharge;
5844 }
5845
5846 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5847 {
5848         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5849
5850         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5851         mc.moving_task = current;
5852         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5853 }
5854
5855 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5856 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5857 {
5858         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5859         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5860         int i;
5861
5862         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5863         if (mc.precharge) {
5864                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5865                 mc.precharge = 0;
5866         }
5867         /*
5868          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5869          * we must uncharge here.
5870          */
5871         if (mc.moved_charge) {
5872                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5873                 mc.moved_charge = 0;
5874         }
5875         /* we must fixup refcnts and charges */
5876         if (mc.moved_swap) {
5877                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5878                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5879                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5880
5881                 /*
5882                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5883                  * should uncharge to->memory.
5884                  */
5885                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5886                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5887
5888                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
5889                         css_put(&mc.from->css);
5890
5891                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5892                 mc.moved_swap = 0;
5893         }
5894         memcg_oom_recover(from);
5895         memcg_oom_recover(to);
5896         wake_up_all(&mc.waitq);
5897 }
5898
5899 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5900 {
5901         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5902
5903         /*
5904          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5905          * task migration.
5906          */
5907         mc.moving_task = NULL;
5908         __mem_cgroup_clear_mc();
5909         spin_lock(&mc.lock);
5910         mc.from = NULL;
5911         mc.to = NULL;
5912         spin_unlock(&mc.lock);
5913         mem_cgroup_end_move(from);
5914 }
5915
5916 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5917                                  struct cgroup_taskset *tset)
5918 {
5919         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5920         int ret = 0;
5921         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5922         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5923
5924         /*
5925          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5926          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5927          * So we need to save it, and keep it going.
5928          */
5929         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5930         if (move_charge_at_immigrate) {
5931                 struct mm_struct *mm;
5932                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5933
5934                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5935
5936                 mm = get_task_mm(p);
5937                 if (!mm)
5938                         return 0;
5939                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5940                 if (mm->owner == p) {
5941                         VM_BUG_ON(mc.from);
5942                         VM_BUG_ON(mc.to);
5943                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5944                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5945                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5946                         mem_cgroup_start_move(from);
5947                         spin_lock(&mc.lock);
5948                         mc.from = from;
5949                         mc.to = memcg;
5950                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5951                         spin_unlock(&mc.lock);
5952                         /* We set mc.moving_task later */
5953
5954                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5955                         if (ret)
5956                                 mem_cgroup_clear_mc();
5957                 }
5958                 mmput(mm);
5959         }
5960         return ret;
5961 }
5962
5963 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5964                                      struct cgroup_taskset *tset)
5965 {
5966         mem_cgroup_clear_mc();
5967 }
5968
5969 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5970                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5971                                 struct mm_walk *walk)
5972 {
5973         int ret = 0;
5974         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5975         pte_t *pte;
5976         spinlock_t *ptl;
5977         enum mc_target_type target_type;
5978         union mc_target target;
5979         struct page *page;
5980         struct page_cgroup *pc;
5981
5982         /*
5983          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5984          * happens because:
5985          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5986          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5987          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5988          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5989          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5990          *    part of thp split is not executed yet.
5991          */
5992         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5993                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5994                         spin_unlock(ptl);
5995                         return 0;
5996                 }
5997                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5998                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5999                         page = target.page;
6000                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6001                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6002                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6003                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6004                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6005                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6006                                 }
6007                                 putback_lru_page(page);
6008                         }
6009                         put_page(page);
6010                 }
6011                 spin_unlock(ptl);
6012                 return 0;
6013         }
6014
6015         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6016                 return 0;
6017 retry:
6018         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6019         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6020                 pte_t ptent = *(pte++);
6021                 swp_entry_t ent;
6022
6023                 if (!mc.precharge)
6024                         break;
6025
6026                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6027                 case MC_TARGET_PAGE:
6028                         page = target.page;
6029                         if (isolate_lru_page(page))
6030                                 goto put;
6031                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6032                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6033                                                      mc.from, mc.to)) {
6034                                 mc.precharge--;
6035                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6036                                 mc.moved_charge++;
6037                         }
6038                         putback_lru_page(page);
6039 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6040                         put_page(page);
6041                         break;
6042                 case MC_TARGET_SWAP:
6043                         ent = target.ent;
6044                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6045                                 mc.precharge--;
6046                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6047                                 mc.moved_swap++;
6048                         }
6049                         break;
6050                 default:
6051                         break;
6052                 }
6053         }
6054         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6055         cond_resched();
6056
6057         if (addr != end) {
6058                 /*
6059                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6060                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6061                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6062                  * phase.
6063                  */
6064                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6065                 if (!ret)
6066                         goto retry;
6067         }
6068
6069         return ret;
6070 }
6071
6072 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6073 {
6074         struct vm_area_struct *vma;
6075
6076         lru_add_drain_all();
6077 retry:
6078         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6079                 /*
6080                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6081                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6082                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6083                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6084                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6085                  */
6086                 __mem_cgroup_clear_mc();
6087                 cond_resched();
6088                 goto retry;
6089         }
6090         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6091                 int ret;
6092                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6093                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6094                         .mm = mm,
6095                         .private = vma,
6096                 };
6097                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6098                         continue;
6099                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6100                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6101                 if (ret)
6102                         /*
6103                          * means we have consumed all precharges and failed in
6104                          * doing additional charge. Just abandon here.
6105                          */
6106                         break;
6107         }
6108         up_read(&mm->mmap_sem);
6109 }
6110
6111 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6112                                  struct cgroup_taskset *tset)
6113 {
6114         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6115         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6116
6117         if (mm) {
6118                 if (mc.to)
6119                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6120                 mmput(mm);
6121         }
6122         if (mc.to)
6123                 mem_cgroup_clear_mc();
6124 }
6125 #else   /* !CONFIG_MMU */
6126 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6127                                  struct cgroup_taskset *tset)
6128 {
6129         return 0;
6130 }
6131 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6132                                      struct cgroup_taskset *tset)
6133 {
6134 }
6135 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6136                                  struct cgroup_taskset *tset)
6137 {
6138 }
6139 #endif
6140
6141 /*
6142  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6143  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6144  * attempt.
6145  */
6146 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6147 {
6148         /*
6149          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6150          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6151          * on for the root memcg is enough.
6152          */
6153         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6154                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6155 }
6156
6157 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6158         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6159         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6160         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6161         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6162         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6163         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6164         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6165         .attach = mem_cgroup_move_task,
6166         .bind = mem_cgroup_bind,
6167         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6168         .early_init = 0,
6169 };
6170
6171 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6172 static int __init enable_swap_account(char *s)
6173 {
6174         if (!strcmp(s, "1"))
6175                 really_do_swap_account = 1;
6176         else if (!strcmp(s, "0"))
6177                 really_do_swap_account = 0;
6178         return 1;
6179 }
6180 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6181
6182 static void __init memsw_file_init(void)
6183 {
6184         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6185                                           memsw_cgroup_files));
6186 }
6187
6188 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6189 {
6190         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6191                 do_swap_account = 1;
6192                 memsw_file_init();
6193         }
6194 }
6195
6196 #else
6197 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6198 {
6199 }
6200 #endif
6201
6202 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6203 /**
6204  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6205  * @page: page whose memsw charge to transfer
6206  * @entry: swap entry to move the charge to
6207  *
6208  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6209  */
6210 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6211 {
6212         struct page_cgroup *pc;
6213         unsigned short oldid;
6214
6215         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6216         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6217
6218         if (!do_swap_account)
6219                 return;
6220
6221         pc = lookup_page_cgroup(page);
6222
6223         /* Readahead page, never charged */
6224         if (!PageCgroupUsed(pc))
6225                 return;
6226
6227         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
6228
6229         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
6230         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6231
6232         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
6233         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
6234         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
6235 }
6236
6237 /**
6238  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
6239  * @entry: swap entry to uncharge
6240  *
6241  * Drop the memsw charge associated with @entry.
6242  */
6243 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6244 {
6245         struct mem_cgroup *memcg;
6246         unsigned short id;
6247
6248         if (!do_swap_account)
6249                 return;
6250
6251         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
6252         rcu_read_lock();
6253         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
6254         if (memcg) {
6255                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6256                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
6257                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
6258                 css_put(&memcg->css);
6259         }
6260         rcu_read_unlock();
6261 }
6262 #endif
6263
6264 /**
6265  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6266  * @page: page to charge
6267  * @mm: mm context of the victim
6268  * @gfp_mask: reclaim mode
6269  * @memcgp: charged memcg return
6270  *
6271  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6272  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6273  *
6274  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6275  * Otherwise, an error code is returned.
6276  *
6277  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6278  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6279  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6280  */
6281 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6282                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6283 {
6284         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6285         unsigned int nr_pages = 1;
6286         int ret = 0;
6287
6288         if (mem_cgroup_disabled())
6289                 goto out;
6290
6291         if (PageSwapCache(page)) {
6292                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
6293                 /*
6294                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6295                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6296                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6297                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6298                  * in turn serializes uncharging.
6299                  */
6300                 if (PageCgroupUsed(pc))
6301                         goto out;
6302         }
6303
6304         if (PageTransHuge(page)) {
6305                 nr_pages <<= compound_order(page);
6306                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6307         }
6308
6309         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
6310                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
6311         if (!memcg)
6312                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6313
6314         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6315
6316         css_put(&memcg->css);
6317
6318         if (ret == -EINTR) {
6319                 memcg = root_mem_cgroup;
6320                 ret = 0;
6321         }
6322 out:
6323         *memcgp = memcg;
6324         return ret;
6325 }
6326
6327 /**
6328  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6329  * @page: page to charge
6330  * @memcg: memcg to charge the page to
6331  * @lrucare: page might be on LRU already
6332  *
6333  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6334  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6335  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6336  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6337  *
6338  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6339  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6340  *
6341  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6342  */
6343 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6344                               bool lrucare)
6345 {
6346         unsigned int nr_pages = 1;
6347
6348         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6349         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6350
6351         if (mem_cgroup_disabled())
6352                 return;
6353         /*
6354          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6355          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6356          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6357          */
6358         if (!memcg)
6359                 return;
6360
6361         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6362
6363         if (PageTransHuge(page)) {
6364                 nr_pages <<= compound_order(page);
6365                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6366         }
6367
6368         local_irq_disable();
6369         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6370         memcg_check_events(memcg, page);
6371         local_irq_enable();
6372
6373         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6374                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6375                 /*
6376                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6377                  * let's not wait for it.  The page already received a
6378                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6379                  */
6380                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6381         }
6382 }
6383
6384 /**
6385  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6386  * @page: page to charge
6387  * @memcg: memcg to charge the page to
6388  *
6389  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6390  */
6391 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6392 {
6393         unsigned int nr_pages = 1;
6394
6395         if (mem_cgroup_disabled())
6396                 return;
6397         /*
6398          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6399          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6400          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6401          */
6402         if (!memcg)
6403                 return;
6404
6405         if (PageTransHuge(page)) {
6406                 nr_pages <<= compound_order(page);
6407                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6408         }
6409
6410         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6411 }
6412
6413 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
6414                            unsigned long nr_mem, unsigned long nr_memsw,
6415                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
6416                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
6417 {
6418         unsigned long flags;
6419
6420         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6421                 if (nr_mem)
6422                         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_mem);
6423                 if (nr_memsw)
6424                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_memsw);
6425                 memcg_oom_recover(memcg);
6426         }
6427
6428         local_irq_save(flags);
6429         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
6430         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
6431         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
6432         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
6433         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_anon + nr_file);
6434         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
6435         local_irq_restore(flags);
6436 }
6437
6438 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6439 {
6440         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6441         unsigned long nr_memsw = 0;
6442         unsigned long nr_anon = 0;
6443         unsigned long nr_file = 0;
6444         unsigned long nr_huge = 0;
6445         unsigned long pgpgout = 0;
6446         unsigned long nr_mem = 0;
6447         struct list_head *next;
6448         struct page *page;
6449
6450         next = page_list->next;
6451         do {
6452                 unsigned int nr_pages = 1;
6453                 struct page_cgroup *pc;
6454
6455                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6456                 next = page->lru.next;
6457
6458                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6459                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6460
6461                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6462                 if (!PageCgroupUsed(pc))
6463                         continue;
6464
6465                 /*
6466                  * Nobody should be changing or seriously looking at
6467                  * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have
6468                  * fully exclusive access to the page.
6469                  */
6470
6471                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
6472                         if (memcg) {
6473                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6474                                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6475                                 pgpgout = nr_mem = nr_memsw = 0;
6476                                 nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
6477                         }
6478                         memcg = pc->mem_cgroup;
6479                 }
6480
6481                 if (PageTransHuge(page)) {
6482                         nr_pages <<= compound_order(page);
6483                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6484                         nr_huge += nr_pages;
6485                 }
6486
6487                 if (PageAnon(page))
6488                         nr_anon += nr_pages;
6489                 else
6490                         nr_file += nr_pages;
6491
6492                 if (pc->flags & PCG_MEM)
6493                         nr_mem += nr_pages;
6494                 if (pc->flags & PCG_MEMSW)
6495                         nr_memsw += nr_pages;
6496                 pc->flags = 0;
6497
6498                 pgpgout++;
6499         } while (next != page_list);
6500
6501         if (memcg)
6502                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6503                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6504 }
6505
6506 /**
6507  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6508  * @page: page to uncharge
6509  *
6510  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6511  * mem_cgroup_commit_charge().
6512  */
6513 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6514 {
6515         struct page_cgroup *pc;
6516
6517         if (mem_cgroup_disabled())
6518                 return;
6519
6520         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6521         pc = lookup_page_cgroup(page);
6522         if (!PageCgroupUsed(pc))
6523                 return;
6524
6525         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6526         uncharge_list(&page->lru);
6527 }
6528
6529 /**
6530  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6531  * @page_list: list of pages to uncharge
6532  *
6533  * Uncharge a list of pages previously charged with
6534  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6535  */
6536 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6537 {
6538         if (mem_cgroup_disabled())
6539                 return;
6540
6541         if (!list_empty(page_list))
6542                 uncharge_list(page_list);
6543 }
6544
6545 /**
6546  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6547  * @oldpage: currently charged page
6548  * @newpage: page to transfer the charge to
6549  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6550  *
6551  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6552  *
6553  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6554  */
6555 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6556                         bool lrucare)
6557 {
6558         struct page_cgroup *pc;
6559         int isolated;
6560
6561         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6562         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6563         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6564         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6565         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6566         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6567                        newpage);
6568
6569         if (mem_cgroup_disabled())
6570                 return;
6571
6572         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6573         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6574         if (PageCgroupUsed(pc))
6575                 return;
6576
6577         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6578         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6579         if (!PageCgroupUsed(pc))
6580                 return;
6581
6582         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6583         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6584
6585         if (lrucare)
6586                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6587
6588         pc->flags = 0;
6589
6590         if (lrucare)
6591                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6592
6593         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, lrucare);
6594 }
6595
6596 /*
6597  * subsys_initcall() for memory controller.
6598  *
6599  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6600  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6601  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6602  * be initialized from here.
6603  */
6604 static int __init mem_cgroup_init(void)
6605 {
6606         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6607         enable_swap_cgroup();
6608         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6609         memcg_stock_init();
6610         return 0;
6611 }
6612 subsys_initcall(mem_cgroup_init);