Merge tag 'gpio-v3.17-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linusw...
[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/res_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 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         u64 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          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
677 {
678         int nid = zone_to_nid(zone);
679         int zid = zone_idx(zone);
680
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
746                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
747 {
748         if (!mz->on_tree)
749                 return;
750         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
751         mz->on_tree = false;
752 }
753
754 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         unsigned long flags;
758
759         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
760         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
761         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
762 }
763
764
765 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
766 {
767         unsigned long long excess;
768         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
769         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
770
771         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
772         /*
773          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
774          * because their event counter is not touched.
775          */
776         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
777                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
778                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
779                 /*
780                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
781                  * mem is over its softlimit.
782                  */
783                 if (excess || mz->on_tree) {
784                         unsigned long flags;
785
786                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
787                         /* if on-tree, remove it */
788                         if (mz->on_tree)
789                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
790                         /*
791                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
792                          * If excess is 0, no tree ops.
793                          */
794                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
795                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
796                 }
797         }
798 }
799
800 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
801 {
802         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
803         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
804         int nid, zid;
805
806         for_each_node(nid) {
807                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
808                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
809                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
810                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
811                 }
812         }
813 }
814
815 static struct mem_cgroup_per_zone *
816 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
817 {
818         struct rb_node *rightmost = NULL;
819         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
820
821 retry:
822         mz = NULL;
823         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
824         if (!rightmost)
825                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
826
827         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
828         /*
829          * Remove the node now but someone else can add it back,
830          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
831          * position in the tree.
832          */
833         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
834         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
835             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
836                 goto retry;
837 done:
838         return mz;
839 }
840
841 static struct mem_cgroup_per_zone *
842 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
843 {
844         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
845
846         spin_lock_irq(&mctz->lock);
847         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
848         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
849         return mz;
850 }
851
852 /*
853  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
854  *
855  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
856  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
857  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
858  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
859  *
860  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
861  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
862  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
863  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
864  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
865  *
866  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
867  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
868  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
869  * implemented.
870  */
871 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
872                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
873 {
874         long val = 0;
875         int cpu;
876
877         get_online_cpus();
878         for_each_online_cpu(cpu)
879                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
880 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
881         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
882         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
883         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
884 #endif
885         put_online_cpus();
886         return val;
887 }
888
889 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
890                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
891 {
892         unsigned long val = 0;
893         int cpu;
894
895         get_online_cpus();
896         for_each_online_cpu(cpu)
897                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
898 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
899         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
900         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
901         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
902 #endif
903         put_online_cpus();
904         return val;
905 }
906
907 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
908                                          struct page *page,
909                                          int nr_pages)
910 {
911         /*
912          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
913          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
914          */
915         if (PageAnon(page))
916                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
917                                 nr_pages);
918         else
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
920                                 nr_pages);
921
922         if (PageTransHuge(page))
923                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
924                                 nr_pages);
925
926         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
927         if (nr_pages > 0)
928                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
929         else {
930                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
931                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
932         }
933
934         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
935 }
936
937 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
938 {
939         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
940
941         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
942         return mz->lru_size[lru];
943 }
944
945 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
946                                                   int nid,
947                                                   unsigned int lru_mask)
948 {
949         unsigned long nr = 0;
950         int zid;
951
952         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
953
954         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
955                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
956                 enum lru_list lru;
957
958                 for_each_lru(lru) {
959                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
960                                 continue;
961                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
962                         nr += mz->lru_size[lru];
963                 }
964         }
965         return nr;
966 }
967
968 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
969                         unsigned int lru_mask)
970 {
971         unsigned long nr = 0;
972         int nid;
973
974         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
975                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
976         return nr;
977 }
978
979 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
980                                        enum mem_cgroup_events_target target)
981 {
982         unsigned long val, next;
983
984         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
985         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
986         /* from time_after() in jiffies.h */
987         if ((long)next - (long)val < 0) {
988                 switch (target) {
989                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
990                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
991                         break;
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
993                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
996                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 default:
999                         break;
1000                 }
1001                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1002                 return true;
1003         }
1004         return false;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Check events in order.
1009  *
1010  */
1011 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1012 {
1013         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1014         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1015                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1016                 bool do_softlimit;
1017                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1018
1019                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1020                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1021 #if MAX_NUMNODES > 1
1022                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1023                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1024 #endif
1025                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1026                 if (unlikely(do_softlimit))
1027                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 if (unlikely(do_numainfo))
1030                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1031 #endif
1032         }
1033 }
1034
1035 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1036 {
1037         /*
1038          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1039          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1040          * So this can be called with p == NULL.
1041          */
1042         if (unlikely(!p))
1043                 return NULL;
1044
1045         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1046 }
1047
1048 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1049 {
1050         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1051
1052         rcu_read_lock();
1053         do {
1054                 /*
1055                  * Page cache insertions can happen withou an
1056                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1057                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1058                  */
1059                 if (unlikely(!mm))
1060                         memcg = root_mem_cgroup;
1061                 else {
1062                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1063                         if (unlikely(!memcg))
1064                                 memcg = root_mem_cgroup;
1065                 }
1066         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1073  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1074  *
1075  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1076  */
1077 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1078                 struct mem_cgroup *last_visited)
1079 {
1080         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1081
1082         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1083 skip_node:
1084         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1085
1086         /*
1087          * Even if we found a group we have to make sure it is
1088          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1089          * skipped and we should continue the tree walk.
1090          * last_visited css is safe to use because it is
1091          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1092          *
1093          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1094          * because we might race with the root removal when it would
1095          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1096          * would end up in an endless loop because it expects that at
1097          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1098          * because caller of the iterator should hold it already so
1099          * skipping css reference should be safe.
1100          */
1101         if (next_css) {
1102                 if ((next_css == &root->css) ||
1103                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1104                      css_tryget_online(next_css)))
1105                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1106
1107                 prev_css = next_css;
1108                 goto skip_node;
1109         }
1110
1111         return NULL;
1112 }
1113
1114 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1115 {
1116         /*
1117          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1118          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1119          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1120          */
1121         atomic_inc(&root->dead_count);
1122 }
1123
1124 static struct mem_cgroup *
1125 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1126                      struct mem_cgroup *root,
1127                      int *sequence)
1128 {
1129         struct mem_cgroup *position = NULL;
1130         /*
1131          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1132          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1133          *
1134          * If the iterator is valid, we may still race with an
1135          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1136          * released, tryget will fail if we lost the race.
1137          */
1138         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1139         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1140                 smp_rmb();
1141                 position = iter->last_visited;
1142
1143                 /*
1144                  * We cannot take a reference to root because we might race
1145                  * with root removal and returning NULL would end up in
1146                  * an endless loop on the iterator user level when root
1147                  * would be returned all the time.
1148                  */
1149                 if (position && position != root &&
1150                     !css_tryget_online(&position->css))
1151                         position = NULL;
1152         }
1153         return position;
1154 }
1155
1156 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1157                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1158                                    struct mem_cgroup *new_position,
1159                                    struct mem_cgroup *root,
1160                                    int sequence)
1161 {
1162         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1163         if (last_visited && last_visited != root)
1164                 css_put(&last_visited->css);
1165         /*
1166          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1167          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1168          * don't lose destruction events in between.  We could have
1169          * raced with the destruction of @new_position after all.
1170          */
1171         iter->last_visited = new_position;
1172         smp_wmb();
1173         iter->last_dead_count = sequence;
1174 }
1175
1176 /**
1177  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1178  * @root: hierarchy root
1179  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1180  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1181  *
1182  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1183  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1184  *
1185  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1186  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1187  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1188  *
1189  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1190  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1191  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1192  */
1193 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1194                                    struct mem_cgroup *prev,
1195                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1196 {
1197         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1198         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1199
1200         if (mem_cgroup_disabled())
1201                 return NULL;
1202
1203         if (!root)
1204                 root = root_mem_cgroup;
1205
1206         if (prev && !reclaim)
1207                 last_visited = prev;
1208
1209         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1210                 if (prev)
1211                         goto out_css_put;
1212                 return root;
1213         }
1214
1215         rcu_read_lock();
1216         while (!memcg) {
1217                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1218                 int uninitialized_var(seq);
1219
1220                 if (reclaim) {
1221                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1222
1223                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1224                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1225                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1226                                 iter->last_visited = NULL;
1227                                 goto out_unlock;
1228                         }
1229
1230                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1231                 }
1232
1233                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1234
1235                 if (reclaim) {
1236                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1237                                         seq);
1238
1239                         if (!memcg)
1240                                 iter->generation++;
1241                         else if (!prev && memcg)
1242                                 reclaim->generation = iter->generation;
1243                 }
1244
1245                 if (prev && !memcg)
1246                         goto out_unlock;
1247         }
1248 out_unlock:
1249         rcu_read_unlock();
1250 out_css_put:
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253
1254         return memcg;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1259  * @root: hierarchy root
1260  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1261  */
1262 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1263                            struct mem_cgroup *prev)
1264 {
1265         if (!root)
1266                 root = root_mem_cgroup;
1267         if (prev && prev != root)
1268                 css_put(&prev->css);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1273  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1274  * be used for reference counting.
1275  */
1276 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1277         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1278              iter != NULL;                              \
1279              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1280
1281 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1282         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1283              iter != NULL;                              \
1284              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1285
1286 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1287 {
1288         struct mem_cgroup *memcg;
1289
1290         rcu_read_lock();
1291         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1292         if (unlikely(!memcg))
1293                 goto out;
1294
1295         switch (idx) {
1296         case PGFAULT:
1297                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1298                 break;
1299         case PGMAJFAULT:
1300                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1301                 break;
1302         default:
1303                 BUG();
1304         }
1305 out:
1306         rcu_read_unlock();
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1309
1310 /**
1311  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1312  * @zone: zone of the wanted lruvec
1313  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1314  *
1315  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1316  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1317  * is disabled.
1318  */
1319 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1320                                       struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1323         struct lruvec *lruvec;
1324
1325         if (mem_cgroup_disabled()) {
1326                 lruvec = &zone->lruvec;
1327                 goto out;
1328         }
1329
1330         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1331         lruvec = &mz->lruvec;
1332 out:
1333         /*
1334          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1335          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1336          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1337          */
1338         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1339                 lruvec->zone = zone;
1340         return lruvec;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1345  * @page: the page
1346  * @zone: zone of the page
1347  */
1348 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1349 {
1350         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1351         struct mem_cgroup *memcg;
1352         struct page_cgroup *pc;
1353         struct lruvec *lruvec;
1354
1355         if (mem_cgroup_disabled()) {
1356                 lruvec = &zone->lruvec;
1357                 goto out;
1358         }
1359
1360         pc = lookup_page_cgroup(page);
1361         memcg = pc->mem_cgroup;
1362
1363         /*
1364          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1365          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1366          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1367          *
1368          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1369          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1370          * of pc->mem_cgroup safe.
1371          */
1372         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1373                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1374
1375         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1376         lruvec = &mz->lruvec;
1377 out:
1378         /*
1379          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1380          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1381          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1382          */
1383         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1384                 lruvec->zone = zone;
1385         return lruvec;
1386 }
1387
1388 /**
1389  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1390  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1391  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1392  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1393  *
1394  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1395  * lru list.
1396  */
1397 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1398                                 int nr_pages)
1399 {
1400         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1401         unsigned long *lru_size;
1402
1403         if (mem_cgroup_disabled())
1404                 return;
1405
1406         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1407         lru_size = mz->lru_size + lru;
1408         *lru_size += nr_pages;
1409         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1414  * hierarchy subtree
1415  */
1416 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1417                                   struct mem_cgroup *memcg)
1418 {
1419         if (root_memcg == memcg)
1420                 return true;
1421         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1422                 return false;
1423         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1424 }
1425
1426 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1427                                        struct mem_cgroup *memcg)
1428 {
1429         bool ret;
1430
1431         rcu_read_lock();
1432         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1433         rcu_read_unlock();
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1438                         const struct mem_cgroup *memcg)
1439 {
1440         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1441         struct task_struct *p;
1442         bool ret;
1443
1444         p = find_lock_task_mm(task);
1445         if (p) {
1446                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1447                 task_unlock(p);
1448         } else {
1449                 /*
1450                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1451                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1452                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1453                  */
1454                 rcu_read_lock();
1455                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1456                 if (curr)
1457                         css_get(&curr->css);
1458                 rcu_read_unlock();
1459         }
1460         /*
1461          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1462          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1463          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1464          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1465          */
1466         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1467         css_put(&curr->css);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1472 {
1473         unsigned long inactive_ratio;
1474         unsigned long inactive;
1475         unsigned long active;
1476         unsigned long gb;
1477
1478         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1479         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1480
1481         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1482         if (gb)
1483                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1484         else
1485                 inactive_ratio = 1;
1486
1487         return inactive * inactive_ratio < active;
1488 }
1489
1490 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1491         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1492
1493 /**
1494  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1495  * @memcg: the memory cgroup
1496  *
1497  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1498  * pages.
1499  */
1500 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         unsigned long long margin;
1503
1504         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1505         if (do_swap_account)
1506                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1507         return margin >> PAGE_SHIFT;
1508 }
1509
1510 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         /* root ? */
1513         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1514                 return vm_swappiness;
1515
1516         return memcg->swappiness;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1521  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1522  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1523  * rcu_read_lock(), like this:
1524  *
1525  *         CPU-A                                    CPU-B
1526  *                                              rcu_read_lock()
1527  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1528  *                                                   take heavy locks.
1529  *         synchronize_rcu()                    update something.
1530  *                                              rcu_read_unlock()
1531  *         start move here.
1532  */
1533
1534 /* for quick checking without looking up memcg */
1535 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1536
1537 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         atomic_inc(&memcg_moving);
1540         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1541         synchronize_rcu();
1542 }
1543
1544 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         /*
1547          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1548          * We check NULL in callee rather than caller.
1549          */
1550         if (memcg) {
1551                 atomic_dec(&memcg_moving);
1552                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1558  *
1559  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1560  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1561  * caused by "move".
1562  */
1563 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *from;
1566         struct mem_cgroup *to;
1567         bool ret = false;
1568         /*
1569          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1570          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1571          */
1572         spin_lock(&mc.lock);
1573         from = mc.from;
1574         to = mc.to;
1575         if (!from)
1576                 goto unlock;
1577
1578         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1579                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1580 unlock:
1581         spin_unlock(&mc.lock);
1582         return ret;
1583 }
1584
1585 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1588                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1589                         DEFINE_WAIT(wait);
1590                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1591                         /* moving charge context might have finished. */
1592                         if (mc.moving_task)
1593                                 schedule();
1594                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1595                         return true;
1596                 }
1597         }
1598         return false;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Take this lock when
1603  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1604  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1605  */
1606 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1607                                   unsigned long *flags)
1608 {
1609         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1610 }
1611
1612 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1613                                 unsigned long *flags)
1614 {
1615         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1616 }
1617
1618 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1619 /**
1620  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1621  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1622  * @p: Task that is going to be killed
1623  *
1624  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1625  * enabled
1626  */
1627 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1628 {
1629         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1630         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1631         struct mem_cgroup *iter;
1632         unsigned int i;
1633
1634         if (!p)
1635                 return;
1636
1637         mutex_lock(&oom_info_lock);
1638         rcu_read_lock();
1639
1640         pr_info("Task in ");
1641         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1642         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1643         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1644         pr_info("\n");
1645
1646         rcu_read_unlock();
1647
1648         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1649                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1650                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1651                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1652         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1653                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1654                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1655                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1656         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1657                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1658                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1659                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1660
1661         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1662                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1663                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1664                 pr_cont(":");
1665
1666                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1667                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1668                                 continue;
1669                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1670                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1671                 }
1672
1673                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1674                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1675                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1676
1677                 pr_cont("\n");
1678         }
1679         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1680 }
1681
1682 /*
1683  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1684  * 1(self count) if no children.
1685  */
1686 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         int num = 0;
1689         struct mem_cgroup *iter;
1690
1691         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1692                 num++;
1693         return num;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1698  */
1699 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1700 {
1701         u64 limit;
1702
1703         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1704
1705         /*
1706          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1707          */
1708         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1709                 u64 memsw;
1710
1711                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1712                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1713
1714                 /*
1715                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1716                  * available to this memcg, return that limit.
1717                  */
1718                 limit = min(limit, memsw);
1719         }
1720
1721         return limit;
1722 }
1723
1724 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1725                                      int order)
1726 {
1727         struct mem_cgroup *iter;
1728         unsigned long chosen_points = 0;
1729         unsigned long totalpages;
1730         unsigned int points = 0;
1731         struct task_struct *chosen = NULL;
1732
1733         /*
1734          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1735          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1736          * quickly exit and free its memory.
1737          */
1738         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1739                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1740                 return;
1741         }
1742
1743         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1744         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1745         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1746                 struct css_task_iter it;
1747                 struct task_struct *task;
1748
1749                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1750                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1751                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1752                                                         false)) {
1753                         case OOM_SCAN_SELECT:
1754                                 if (chosen)
1755                                         put_task_struct(chosen);
1756                                 chosen = task;
1757                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1758                                 get_task_struct(chosen);
1759                                 /* fall through */
1760                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1761                                 continue;
1762                         case OOM_SCAN_ABORT:
1763                                 css_task_iter_end(&it);
1764                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1765                                 if (chosen)
1766                                         put_task_struct(chosen);
1767                                 return;
1768                         case OOM_SCAN_OK:
1769                                 break;
1770                         };
1771                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1772                         if (!points || points < chosen_points)
1773                                 continue;
1774                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1775                         if (points == chosen_points &&
1776                             thread_group_leader(chosen))
1777                                 continue;
1778
1779                         if (chosen)
1780                                 put_task_struct(chosen);
1781                         chosen = task;
1782                         chosen_points = points;
1783                         get_task_struct(chosen);
1784                 }
1785                 css_task_iter_end(&it);
1786         }
1787
1788         if (!chosen)
1789                 return;
1790         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1791         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1792                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1793 }
1794
1795 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1796                                         gfp_t gfp_mask,
1797                                         unsigned long flags)
1798 {
1799         unsigned long total = 0;
1800         bool noswap = false;
1801         int loop;
1802
1803         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1804                 noswap = true;
1805         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1806                 noswap = true;
1807
1808         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1809                 if (loop)
1810                         drain_all_stock_async(memcg);
1811                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1812                 /*
1813                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1814                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1815                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1816                  */
1817                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1818                         break;
1819                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1820                         break;
1821                 /*
1822                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1823                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1824                  */
1825                 if (loop && !total)
1826                         break;
1827         }
1828         return total;
1829 }
1830
1831 /**
1832  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1833  * @memcg: the target memcg
1834  * @nid: the node ID to be checked.
1835  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1836  *
1837  * This function returns whether the specified memcg contains any
1838  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1839  * pages in the node.
1840  */
1841 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1842                 int nid, bool noswap)
1843 {
1844         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1845                 return true;
1846         if (noswap || !total_swap_pages)
1847                 return false;
1848         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1849                 return true;
1850         return false;
1851
1852 }
1853 #if MAX_NUMNODES > 1
1854
1855 /*
1856  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1857  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1858  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1859  *
1860  */
1861 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         int nid;
1864         /*
1865          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1866          * pagein/pageout changes since the last update.
1867          */
1868         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1869                 return;
1870         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1871                 return;
1872
1873         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1874         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1875
1876         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1877
1878                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1879                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1880         }
1881
1882         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1883         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1888  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1889  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1890  *
1891  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1892  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1893  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1894  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1895  *
1896  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1897  */
1898 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1899 {
1900         int node;
1901
1902         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1903         node = memcg->last_scanned_node;
1904
1905         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1906         if (node == MAX_NUMNODES)
1907                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1908         /*
1909          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1910          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1911          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1912          * we use curret node.
1913          */
1914         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1915                 node = numa_node_id();
1916
1917         memcg->last_scanned_node = node;
1918         return node;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1923  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1924  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1925  * enough new information. We need to do double check.
1926  */
1927 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1928 {
1929         int nid;
1930
1931         /*
1932          * quick check...making use of scan_node.
1933          * We can skip unused nodes.
1934          */
1935         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1936                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1937                      nid < MAX_NUMNODES;
1938                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1939
1940                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1941                                 return true;
1942                 }
1943         }
1944         /*
1945          * Check rest of nodes.
1946          */
1947         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1948                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1949                         continue;
1950                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1951                         return true;
1952         }
1953         return false;
1954 }
1955
1956 #else
1957 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1958 {
1959         return 0;
1960 }
1961
1962 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1963 {
1964         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1965 }
1966 #endif
1967
1968 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1969                                    struct zone *zone,
1970                                    gfp_t gfp_mask,
1971                                    unsigned long *total_scanned)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1974         int total = 0;
1975         int loop = 0;
1976         unsigned long excess;
1977         unsigned long nr_scanned;
1978         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1979                 .zone = zone,
1980                 .priority = 0,
1981         };
1982
1983         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1984
1985         while (1) {
1986                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1987                 if (!victim) {
1988                         loop++;
1989                         if (loop >= 2) {
1990                                 /*
1991                                  * If we have not been able to reclaim
1992                                  * anything, it might because there are
1993                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1994                                  */
1995                                 if (!total)
1996                                         break;
1997                                 /*
1998                                  * We want to do more targeted reclaim.
1999                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2000                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2001                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2002                                  */
2003                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2004                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2005                                         break;
2006                         }
2007                         continue;
2008                 }
2009                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2010                         continue;
2011                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2012                                                      zone, &nr_scanned);
2013                 *total_scanned += nr_scanned;
2014                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2015                         break;
2016         }
2017         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2018         return total;
2019 }
2020
2021 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2022 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2023         .name = "memcg_oom_lock",
2024 };
2025 #endif
2026
2027 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2028
2029 /*
2030  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2031  * If someone is running, return false.
2032  */
2033 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2036
2037         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2038
2039         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2040                 if (iter->oom_lock) {
2041                         /*
2042                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2043                          * so we cannot give a lock.
2044                          */
2045                         failed = iter;
2046                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2047                         break;
2048                 } else
2049                         iter->oom_lock = true;
2050         }
2051
2052         if (failed) {
2053                 /*
2054                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2055                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2056                  */
2057                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2058                         if (iter == failed) {
2059                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2060                                 break;
2061                         }
2062                         iter->oom_lock = false;
2063                 }
2064         } else
2065                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2066
2067         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2068
2069         return !failed;
2070 }
2071
2072 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2073 {
2074         struct mem_cgroup *iter;
2075
2076         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2077         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2078         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2079                 iter->oom_lock = false;
2080         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2081 }
2082
2083 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2084 {
2085         struct mem_cgroup *iter;
2086
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2088                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2089 }
2090
2091 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2092 {
2093         struct mem_cgroup *iter;
2094
2095         /*
2096          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2097          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2098          * atomic_add_unless() here.
2099          */
2100         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2101                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2102 }
2103
2104 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2105
2106 struct oom_wait_info {
2107         struct mem_cgroup *memcg;
2108         wait_queue_t    wait;
2109 };
2110
2111 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2112         unsigned mode, int sync, void *arg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2115         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2116         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2117
2118         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2119         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2120
2121         /*
2122          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2123          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2124          */
2125         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2126                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2127                 return 0;
2128         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2129 }
2130
2131 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2132 {
2133         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2134         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2135         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2136 }
2137
2138 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2139 {
2140         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2141                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2142 }
2143
2144 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2145 {
2146         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2147                 return;
2148         /*
2149          * We are in the middle of the charge context here, so we
2150          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2151          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2152          *
2153          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2154          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2155          * invocation might not even be necessary.
2156          *
2157          * That's why we don't do anything here except remember the
2158          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2159          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2160          * and when we know whether the fault was overall successful.
2161          */
2162         css_get(&memcg->css);
2163         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2164         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2165         current->memcg_oom.order = order;
2166 }
2167
2168 /**
2169  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2170  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2171  *
2172  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2173  * handler was enabled.
2174  *
2175  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2176  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2177  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2178  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2179  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2180  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2181  *
2182  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2183  * completed, %false otherwise.
2184  */
2185 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2186 {
2187         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2188         struct oom_wait_info owait;
2189         bool locked;
2190
2191         /* OOM is global, do not handle */
2192         if (!memcg)
2193                 return false;
2194
2195         if (!handle)
2196                 goto cleanup;
2197
2198         owait.memcg = memcg;
2199         owait.wait.flags = 0;
2200         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2201         owait.wait.private = current;
2202         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2203
2204         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2205         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2206
2207         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2208
2209         if (locked)
2210                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2211
2212         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2213                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2214                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2215                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2216                                          current->memcg_oom.order);
2217         } else {
2218                 schedule();
2219                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2220                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2221         }
2222
2223         if (locked) {
2224                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2225                 /*
2226                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2227                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2228                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2229                  */
2230                 memcg_oom_recover(memcg);
2231         }
2232 cleanup:
2233         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2234         css_put(&memcg->css);
2235         return true;
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2240  *
2241  * Notes: Race condition
2242  *
2243  * Charging occurs during page instantiation, while the page is
2244  * unmapped and locked in page migration, or while the page table is
2245  * locked in THP migration.  No race is possible.
2246  *
2247  * Uncharge happens to pages with zero references, no race possible.
2248  *
2249  * Charge moving between groups is protected by checking mm->moving
2250  * account and taking the move_lock in the slowpath.
2251  */
2252
2253 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2254                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2255 {
2256         struct mem_cgroup *memcg;
2257         struct page_cgroup *pc;
2258
2259         pc = lookup_page_cgroup(page);
2260 again:
2261         memcg = pc->mem_cgroup;
2262         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2263                 return;
2264         /*
2265          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2266          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2267          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2268          * rcu_read_unlock().
2269          */
2270         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2271         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2272                 return;
2273
2274         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2275         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2276                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2277                 goto again;
2278         }
2279         *locked = true;
2280 }
2281
2282 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2283 {
2284         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2285
2286         /*
2287          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2288          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2289          * should take move_lock_mem_cgroup().
2290          */
2291         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2292 }
2293
2294 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2295                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2296 {
2297         struct mem_cgroup *memcg;
2298         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2299         unsigned long uninitialized_var(flags);
2300
2301         if (mem_cgroup_disabled())
2302                 return;
2303
2304         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2305         memcg = pc->mem_cgroup;
2306         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2307                 return;
2308
2309         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2314  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2315  */
2316 #define CHARGE_BATCH    32U
2317 struct memcg_stock_pcp {
2318         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2319         unsigned int nr_pages;
2320         struct work_struct work;
2321         unsigned long flags;
2322 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2323 };
2324 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2325 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2326
2327 /**
2328  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2329  * @memcg: memcg to consume from.
2330  * @nr_pages: how many pages to charge.
2331  *
2332  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2333  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2334  * service an allocation will refill the stock.
2335  *
2336  * returns true if successful, false otherwise.
2337  */
2338 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2339 {
2340         struct memcg_stock_pcp *stock;
2341         bool ret = true;
2342
2343         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2344                 return false;
2345
2346         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2347         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2348                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2349         else /* need to call res_counter_charge */
2350                 ret = false;
2351         put_cpu_var(memcg_stock);
2352         return ret;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2357  */
2358 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2359 {
2360         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2361
2362         if (stock->nr_pages) {
2363                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2364
2365                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2366                 if (do_swap_account)
2367                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2368                 stock->nr_pages = 0;
2369         }
2370         stock->cached = NULL;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2375  * a thread which is pinned to local cpu.
2376  */
2377 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2378 {
2379         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2380         drain_stock(stock);
2381         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2382 }
2383
2384 static void __init memcg_stock_init(void)
2385 {
2386         int cpu;
2387
2388         for_each_possible_cpu(cpu) {
2389                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2390                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2391                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2397  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2398  */
2399 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2400 {
2401         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2402
2403         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2404                 drain_stock(stock);
2405                 stock->cached = memcg;
2406         }
2407         stock->nr_pages += nr_pages;
2408         put_cpu_var(memcg_stock);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2413  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2414  * until the work is done.
2415  */
2416 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2417 {
2418         int cpu, curcpu;
2419
2420         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2421         get_online_cpus();
2422         curcpu = get_cpu();
2423         for_each_online_cpu(cpu) {
2424                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2425                 struct mem_cgroup *memcg;
2426
2427                 memcg = stock->cached;
2428                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2429                         continue;
2430                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2431                         continue;
2432                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2433                         if (cpu == curcpu)
2434                                 drain_local_stock(&stock->work);
2435                         else
2436                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2437                 }
2438         }
2439         put_cpu();
2440
2441         if (!sync)
2442                 goto out;
2443
2444         for_each_online_cpu(cpu) {
2445                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2446                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2447                         flush_work(&stock->work);
2448         }
2449 out:
2450         put_online_cpus();
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2455  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2456  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2457  * it.
2458  */
2459 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2460 {
2461         /*
2462          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2463          */
2464         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2465                 return;
2466         drain_all_stock(root_memcg, false);
2467         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2468 }
2469
2470 /* This is a synchronous drain interface. */
2471 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2472 {
2473         /* called when force_empty is called */
2474         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2475         drain_all_stock(root_memcg, true);
2476         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2481  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2482  */
2483 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2484 {
2485         int i;
2486
2487         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2488         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2489                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2490
2491                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2492                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2493         }
2494         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2495                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2496
2497                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2498                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2499         }
2500         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2501 }
2502
2503 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2504                                         unsigned long action,
2505                                         void *hcpu)
2506 {
2507         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2508         struct memcg_stock_pcp *stock;
2509         struct mem_cgroup *iter;
2510
2511         if (action == CPU_ONLINE)
2512                 return NOTIFY_OK;
2513
2514         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2515                 return NOTIFY_OK;
2516
2517         for_each_mem_cgroup(iter)
2518                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2519
2520         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2521         drain_stock(stock);
2522         return NOTIFY_OK;
2523 }
2524
2525 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2526                       unsigned int nr_pages)
2527 {
2528         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2529         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2530         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2531         struct res_counter *fail_res;
2532         unsigned long nr_reclaimed;
2533         unsigned long flags = 0;
2534         unsigned long long size;
2535         int ret = 0;
2536
2537 retry:
2538         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2539                 goto done;
2540
2541         size = batch * PAGE_SIZE;
2542         if (!res_counter_charge(&memcg->res, size, &fail_res)) {
2543                 if (!do_swap_account)
2544                         goto done_restock;
2545                 if (!res_counter_charge(&memcg->memsw, size, &fail_res))
2546                         goto done_restock;
2547                 res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2548                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2549                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2550         } else
2551                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2552
2553         if (batch > nr_pages) {
2554                 batch = nr_pages;
2555                 goto retry;
2556         }
2557
2558         /*
2559          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2560          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2561          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2562          * free their memory.
2563          */
2564         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2565                      fatal_signal_pending(current) ||
2566                      current->flags & PF_EXITING))
2567                 goto bypass;
2568
2569         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2570                 goto nomem;
2571
2572         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2573                 goto nomem;
2574
2575         nr_reclaimed = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2576
2577         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2578                 goto retry;
2579
2580         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2581                 goto nomem;
2582         /*
2583          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2584          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2585          * before killing the task.
2586          *
2587          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2588          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2589          * to regular pages anyway in case of failure.
2590          */
2591         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2592                 goto retry;
2593         /*
2594          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2595          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2596          */
2597         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2598                 goto retry;
2599
2600         if (nr_retries--)
2601                 goto retry;
2602
2603         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2604                 goto bypass;
2605
2606         if (fatal_signal_pending(current))
2607                 goto bypass;
2608
2609         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2610 nomem:
2611         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2612                 return -ENOMEM;
2613 bypass:
2614         memcg = root_mem_cgroup;
2615         ret = -EINTR;
2616         goto retry;
2617
2618 done_restock:
2619         if (batch > nr_pages)
2620                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2621 done:
2622         return ret;
2623 }
2624
2625 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2626 {
2627         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2628
2629         res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2630         if (do_swap_account)
2631                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2636  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2637  */
2638 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2639                                         unsigned int nr_pages)
2640 {
2641         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2642
2643         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2644         if (do_swap_account)
2645                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2646                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2651  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2652  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2653  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2654  */
2655 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2656 {
2657         /* ID 0 is unused ID */
2658         if (!id)
2659                 return NULL;
2660         return mem_cgroup_from_id(id);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2665  * @page: the page
2666  *
2667  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2668  *
2669  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2670  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2671  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2672  */
2673 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2674 {
2675         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2676         struct page_cgroup *pc;
2677         unsigned short id;
2678         swp_entry_t ent;
2679
2680         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2681
2682         pc = lookup_page_cgroup(page);
2683         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2684                 memcg = pc->mem_cgroup;
2685                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2686                         memcg = NULL;
2687         } else if (PageSwapCache(page)) {
2688                 ent.val = page_private(page);
2689                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2690                 rcu_read_lock();
2691                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2692                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2693                         memcg = NULL;
2694                 rcu_read_unlock();
2695         }
2696         return memcg;
2697 }
2698
2699 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2700 {
2701         struct zone *zone = page_zone(page);
2702
2703         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2704         if (PageLRU(page)) {
2705                 struct lruvec *lruvec;
2706
2707                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2708                 ClearPageLRU(page);
2709                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2710                 *isolated = 1;
2711         } else
2712                 *isolated = 0;
2713 }
2714
2715 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2716 {
2717         struct zone *zone = page_zone(page);
2718
2719         if (isolated) {
2720                 struct lruvec *lruvec;
2721
2722                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2723                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2724                 SetPageLRU(page);
2725                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2726         }
2727         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2728 }
2729
2730 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2731                           bool lrucare)
2732 {
2733         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2734         int isolated;
2735
2736         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2737         /*
2738          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2739          * accessed by any other context at this point.
2740          */
2741
2742         /*
2743          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2744          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2745          */
2746         if (lrucare)
2747                 lock_page_lru(page, &isolated);
2748
2749         /*
2750          * Nobody should be changing or seriously looking at
2751          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2752          *
2753          * - the page is uncharged
2754          *
2755          * - the page is off-LRU
2756          *
2757          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2758          *   a locked page table
2759          *
2760          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2761          *   have the page locked
2762          */
2763         pc->mem_cgroup = memcg;
2764         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2765
2766         if (lrucare)
2767                 unlock_page_lru(page, isolated);
2768 }
2769
2770 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2771
2772 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2773 /*
2774  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2775  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2776  */
2777 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2778
2779 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2780
2781 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2782 {
2783         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2784                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2785 }
2786
2787 /*
2788  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2789  * in the memcg_cache_params struct.
2790  */
2791 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2792 {
2793         struct kmem_cache *cachep;
2794
2795         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2796         cachep = p->root_cache;
2797         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2798 }
2799
2800 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2801 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2802 {
2803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2804         struct memcg_cache_params *params;
2805
2806         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2807                 return -EIO;
2808
2809         print_slabinfo_header(m);
2810
2811         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2812         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2813                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2814         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2815
2816         return 0;
2817 }
2818 #endif
2819
2820 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2821 {
2822         struct res_counter *fail_res;
2823         int ret = 0;
2824
2825         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2826         if (ret)
2827                 return ret;
2828
2829         ret = try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT);
2830         if (ret == -EINTR)  {
2831                 /*
2832                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2833                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2834                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2835                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2836                  * perspective, the cache has already been selected, by
2837                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2838                  * our minds.
2839                  *
2840                  * This condition will only trigger if the task entered
2841                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2842                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2843                  * when the allocation triggers should have been already
2844                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2845                  */
2846                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2847                 if (do_swap_account)
2848                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2849                                                   &fail_res);
2850                 ret = 0;
2851         } else if (ret)
2852                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2853
2854         return ret;
2855 }
2856
2857 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2858 {
2859         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2860         if (do_swap_account)
2861                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2862
2863         /* Not down to 0 */
2864         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2865                 return;
2866
2867         /*
2868          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2869          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2870          * outliving the memcg existence.
2871          *
2872          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2873          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2874          */
2875         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2876                 css_put(&memcg->css);
2877 }
2878
2879 /*
2880  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2881  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2882  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2883  */
2884 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2885 {
2886         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2887 }
2888
2889 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2890 {
2891         ssize_t size;
2892         if (num_groups <= 0)
2893                 return 0;
2894
2895         size = 2 * num_groups;
2896         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2897                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2898         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2899                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2900
2901         return size;
2902 }
2903
2904 /*
2905  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2906  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2907  * calling this.
2908  */
2909 void memcg_update_array_size(int num)
2910 {
2911         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2912                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2913 }
2914
2915 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2916 {
2917         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2918
2919         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
2920
2921         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2922                 int i;
2923                 struct memcg_cache_params *new_params;
2924                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2925
2926                 size *= sizeof(void *);
2927                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2928
2929                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2930                 if (!new_params)
2931                         return -ENOMEM;
2932
2933                 new_params->is_root_cache = true;
2934
2935                 /*
2936                  * There is the chance it will be bigger than
2937                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2938                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2939                  * have a bigger array.
2940                  *
2941                  * But if that is the case, the data after
2942                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2943                  */
2944                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2945                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2946                                 continue;
2947                         new_params->memcg_caches[i] =
2948                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2949                 }
2950
2951                 /*
2952                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2953                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2954                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2955                  *
2956                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2957                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2958                  * anyway.
2959                  */
2960                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
2961                 if (cur_params)
2962                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
2963         }
2964         return 0;
2965 }
2966
2967 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2968                              struct kmem_cache *root_cache)
2969 {
2970         size_t size;
2971
2972         if (!memcg_kmem_enabled())
2973                 return 0;
2974
2975         if (!memcg) {
2976                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2977                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2978         } else
2979                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2980
2981         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2982         if (!s->memcg_params)
2983                 return -ENOMEM;
2984
2985         if (memcg) {
2986                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2987                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2988                 css_get(&memcg->css);
2989         } else
2990                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2991
2992         return 0;
2993 }
2994
2995 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
2996 {
2997         if (!s->memcg_params)
2998                 return;
2999         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3000                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3001         kfree(s->memcg_params);
3002 }
3003
3004 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3005                                  struct kmem_cache *root_cache)
3006 {
3007         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3008                                                      memcg_slab_mutex */
3009         struct kmem_cache *cachep;
3010         int id;
3011
3012         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3013
3014         id = memcg_cache_id(memcg);
3015
3016         /*
3017          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3018          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3019          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3020          */
3021         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3022                 return;
3023
3024         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3025         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3026         /*
3027          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3028          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3029          * cache.
3030          */
3031         if (!cachep)
3032                 return;
3033
3034         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3035
3036         /*
3037          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3038          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3039          * initialized.
3040          */
3041         smp_wmb();
3042
3043         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3044         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3045 }
3046
3047 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3048 {
3049         struct kmem_cache *root_cache;
3050         struct mem_cgroup *memcg;
3051         int id;
3052
3053         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3054
3055         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3056
3057         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3058         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3059         id = memcg_cache_id(memcg);
3060
3061         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3062         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3063
3064         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3065
3066         kmem_cache_destroy(cachep);
3067 }
3068
3069 /*
3070  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3071  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3072  * enqueing new caches to be created.
3073  *
3074  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3075  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3076  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3077  * objects during debug.
3078  *
3079  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3080  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3081  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3082  * cache again, failing at the same point.
3083  *
3084  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3085  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3086  * inside the following two functions.
3087  */
3088 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3089 {
3090         VM_BUG_ON(!current->mm);
3091         current->memcg_kmem_skip_account++;
3092 }
3093
3094 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3095 {
3096         VM_BUG_ON(!current->mm);
3097         current->memcg_kmem_skip_account--;
3098 }
3099
3100 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3101 {
3102         struct kmem_cache *c;
3103         int i, failed = 0;
3104
3105         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3106         for_each_memcg_cache_index(i) {
3107                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3108                 if (!c)
3109                         continue;
3110
3111                 memcg_unregister_cache(c);
3112
3113                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3114                         failed++;
3115         }
3116         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3117         return failed;
3118 }
3119
3120 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3121 {
3122         struct kmem_cache *cachep;
3123         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3124
3125         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3126                 return;
3127
3128         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3129         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3130                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3131                 kmem_cache_shrink(cachep);
3132                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3133                         memcg_unregister_cache(cachep);
3134         }
3135         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3136 }
3137
3138 struct memcg_register_cache_work {
3139         struct mem_cgroup *memcg;
3140         struct kmem_cache *cachep;
3141         struct work_struct work;
3142 };
3143
3144 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3145 {
3146         struct memcg_register_cache_work *cw =
3147                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3148         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3149         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3150
3151         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3152         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3153         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3154
3155         css_put(&memcg->css);
3156         kfree(cw);
3157 }
3158
3159 /*
3160  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3161  */
3162 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3163                                             struct kmem_cache *cachep)
3164 {
3165         struct memcg_register_cache_work *cw;
3166
3167         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3168         if (cw == NULL) {
3169                 css_put(&memcg->css);
3170                 return;
3171         }
3172
3173         cw->memcg = memcg;
3174         cw->cachep = cachep;
3175
3176         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3177         schedule_work(&cw->work);
3178 }
3179
3180 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3181                                           struct kmem_cache *cachep)
3182 {
3183         /*
3184          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3185          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3186          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3187          *
3188          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3189          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3190          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3191          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3192          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3193          */
3194         memcg_stop_kmem_account();
3195         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3196         memcg_resume_kmem_account();
3197 }
3198
3199 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3200 {
3201         int res;
3202
3203         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3204                                 PAGE_SIZE << order);
3205         if (!res)
3206                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3207         return res;
3208 }
3209
3210 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3211 {
3212         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3213         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3214 }
3215
3216 /*
3217  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3218  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3219  *
3220  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3221  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3222  * in a workqueue.
3223  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3224  * the original cache.
3225  *
3226  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3227  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3228  */
3229 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3230                                           gfp_t gfp)
3231 {
3232         struct mem_cgroup *memcg;
3233         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3234
3235         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3236         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3237
3238         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3239                 return cachep;
3240
3241         rcu_read_lock();
3242         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3243
3244         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3245                 goto out;
3246
3247         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3248         if (likely(memcg_cachep)) {
3249                 cachep = memcg_cachep;
3250                 goto out;
3251         }
3252
3253         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3254         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3255                 goto out;
3256         rcu_read_unlock();
3257
3258         /*
3259          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3260          * context), we could be be predictable and return right away.
3261          * This would guarantee that the allocation being performed
3262          * already belongs in the new cache.
3263          *
3264          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3265          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3266          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3267          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3268          * defer everything.
3269          */
3270         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3271         return cachep;
3272 out:
3273         rcu_read_unlock();
3274         return cachep;
3275 }
3276
3277 /*
3278  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3279  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3280  * need a further commit step to do the final arrangements.
3281  *
3282  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3283  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3284  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3285  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3286  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3287  * the compiled-out case as well.
3288  *
3289  * Returning true means the allocation is possible.
3290  */
3291 bool
3292 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3293 {
3294         struct mem_cgroup *memcg;
3295         int ret;
3296
3297         *_memcg = NULL;
3298
3299         /*
3300          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3301          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3302          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3303          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3304          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3305          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3306          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3307          * altogether.
3308          *
3309          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3310          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3311          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3312          * the SLUB allocator:
3313          *
3314          *      memcg_stop_kmem_account();
3315          *      kmalloc(<large_number>)
3316          *      memcg_resume_kmem_account();
3317          *
3318          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3319          * since it will drive us directly to this function without passing
3320          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3321          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3322          * cache arrays. We bring this test here.
3323          */
3324         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3325                 return true;
3326
3327         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3328
3329         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3330                 css_put(&memcg->css);
3331                 return true;
3332         }
3333
3334         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3335         if (!ret)
3336                 *_memcg = memcg;
3337
3338         css_put(&memcg->css);
3339         return (ret == 0);
3340 }
3341
3342 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3343                               int order)
3344 {
3345         struct page_cgroup *pc;
3346
3347         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3348
3349         /* The page allocation failed. Revert */
3350         if (!page) {
3351                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3352                 return;
3353         }
3354         /*
3355          * The page is freshly allocated and not visible to any
3356          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3357          */
3358         pc = lookup_page_cgroup(page);
3359         pc->mem_cgroup = memcg;
3360         pc->flags = PCG_USED;
3361 }
3362
3363 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3364 {
3365         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3366         struct page_cgroup *pc;
3367
3368
3369         pc = lookup_page_cgroup(page);
3370         if (!PageCgroupUsed(pc))
3371                 return;
3372
3373         memcg = pc->mem_cgroup;
3374         pc->flags = 0;
3375
3376         /*
3377          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3378          * is a valid allocation
3379          */
3380         if (!memcg)
3381                 return;
3382
3383         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3384         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3385 }
3386 #else
3387 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3388 {
3389 }
3390 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3391
3392 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3393
3394 /*
3395  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3396  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3397  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3398  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3399  */
3400 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3401 {
3402         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3403         struct page_cgroup *pc;
3404         struct mem_cgroup *memcg;
3405         int i;
3406
3407         if (mem_cgroup_disabled())
3408                 return;
3409
3410         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3411         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3412                 pc = head_pc + i;
3413                 pc->mem_cgroup = memcg;
3414                 pc->flags = head_pc->flags;
3415         }
3416         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3417                        HPAGE_PMD_NR);
3418 }
3419 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3420
3421 /**
3422  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3423  * @page: the page
3424  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3425  * @pc: page_cgroup of the page.
3426  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3427  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3428  *
3429  * The caller must confirm following.
3430  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3431  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3432  *
3433  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3434  * from old cgroup.
3435  */
3436 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3437                                    unsigned int nr_pages,
3438                                    struct page_cgroup *pc,
3439                                    struct mem_cgroup *from,
3440                                    struct mem_cgroup *to)
3441 {
3442         unsigned long flags;
3443         int ret;
3444
3445         VM_BUG_ON(from == to);
3446         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3447         /*
3448          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3449          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3450          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3451          * hold it.
3452          */
3453         ret = -EBUSY;
3454         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3455                 goto out;
3456
3457         /*
3458          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3459          * of its source page while we change it: page migration takes
3460          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3461          */
3462         if (!trylock_page(page))
3463                 goto out;
3464
3465         ret = -EINVAL;
3466         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3467                 goto out_unlock;
3468
3469         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3470
3471         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3472                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3473                                nr_pages);
3474                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3475                                nr_pages);
3476         }
3477
3478         if (PageWriteback(page)) {
3479                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3480                                nr_pages);
3481                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3482                                nr_pages);
3483         }
3484
3485         /*
3486          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3487          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3488          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3489          */
3490
3491         /* caller should have done css_get */
3492         pc->mem_cgroup = to;
3493         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3494         ret = 0;
3495
3496         local_irq_disable();
3497         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3498         memcg_check_events(to, page);
3499         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3500         memcg_check_events(from, page);
3501         local_irq_enable();
3502 out_unlock:
3503         unlock_page(page);
3504 out:
3505         return ret;
3506 }
3507
3508 /**
3509  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3510  * @page: the page to move
3511  * @pc: page_cgroup of the page
3512  * @child: page's cgroup
3513  *
3514  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3515  * parent (aka use_hierarchy==0).
3516  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3517  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3518  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3519  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3520  * on the next attempt and the call should be retried later.
3521  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3522  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3523  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3524  * LRU or vanish.
3525  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3526  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3527  * disappear in the next attempt.
3528  */
3529 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3530                                   struct page_cgroup *pc,
3531                                   struct mem_cgroup *child)
3532 {
3533         struct mem_cgroup *parent;
3534         unsigned int nr_pages;
3535         unsigned long uninitialized_var(flags);
3536         int ret;
3537
3538         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3539
3540         ret = -EBUSY;
3541         if (!get_page_unless_zero(page))
3542                 goto out;
3543         if (isolate_lru_page(page))
3544                 goto put;
3545
3546         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3547
3548         parent = parent_mem_cgroup(child);
3549         /*
3550          * If no parent, move charges to root cgroup.
3551          */
3552         if (!parent)
3553                 parent = root_mem_cgroup;
3554
3555         if (nr_pages > 1) {
3556                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3557                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3558         }
3559
3560         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3561                                 pc, child, parent);
3562         if (!ret)
3563                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3564
3565         if (nr_pages > 1)
3566                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3567         putback_lru_page(page);
3568 put:
3569         put_page(page);
3570 out:
3571         return ret;
3572 }
3573
3574 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3575 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3576                                          bool charge)
3577 {
3578         int val = (charge) ? 1 : -1;
3579         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3580 }
3581
3582 /**
3583  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3584  * @entry: swap entry to be moved
3585  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3586  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3587  *
3588  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3589  * as the mem_cgroup's id of @from.
3590  *
3591  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3592  *
3593  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3594  * both res and memsw, and called css_get().
3595  */
3596 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3597                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3598 {
3599         unsigned short old_id, new_id;
3600
3601         old_id = mem_cgroup_id(from);
3602         new_id = mem_cgroup_id(to);
3603
3604         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3605                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3606                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3607                 /*
3608                  * This function is only called from task migration context now.
3609                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3610                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3611                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3612                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3613                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3614                  *
3615                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3616                  * alive, so we can just call css_get().
3617                  */
3618                 css_get(&to->css);
3619                 return 0;
3620         }
3621         return -EINVAL;
3622 }
3623 #else
3624 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3625                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3626 {
3627         return -EINVAL;
3628 }
3629 #endif
3630
3631 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3632 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3633 {
3634         struct page_cgroup *pc;
3635
3636         pc = lookup_page_cgroup(page);
3637         /*
3638          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3639          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3640          * or when mem_cgroup_disabled().
3641          */
3642         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3643                 return pc;
3644         return NULL;
3645 }
3646
3647 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3648 {
3649         if (mem_cgroup_disabled())
3650                 return false;
3651
3652         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3653 }
3654
3655 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3656 {
3657         struct page_cgroup *pc;
3658
3659         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3660         if (pc) {
3661                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3662                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3663         }
3664 }
3665 #endif
3666
3667 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3668                                 unsigned long long val)
3669 {
3670         int retry_count;
3671         u64 memswlimit, memlimit;
3672         int ret = 0;
3673         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3674         u64 curusage, oldusage;
3675         int enlarge;
3676
3677         /*
3678          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3679          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3680          * of # of children which we should visit in this loop.
3681          */
3682         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3683
3684         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3685
3686         enlarge = 0;
3687         while (retry_count) {
3688                 if (signal_pending(current)) {
3689                         ret = -EINTR;
3690                         break;
3691                 }
3692                 /*
3693                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3694                  * open coded manner. You see what this really does.
3695                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3696                  */
3697                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3698                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3699                 if (memswlimit < val) {
3700                         ret = -EINVAL;
3701                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3702                         break;
3703                 }
3704
3705                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3706                 if (memlimit < val)
3707                         enlarge = 1;
3708
3709                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3710                 if (!ret) {
3711                         if (memswlimit == val)
3712                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3713                         else
3714                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3715                 }
3716                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3717
3718                 if (!ret)
3719                         break;
3720
3721                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3722                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3723                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3724                 /* Usage is reduced ? */
3725                 if (curusage >= oldusage)
3726                         retry_count--;
3727                 else
3728                         oldusage = curusage;
3729         }
3730         if (!ret && enlarge)
3731                 memcg_oom_recover(memcg);
3732
3733         return ret;
3734 }
3735
3736 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3737                                         unsigned long long val)
3738 {
3739         int retry_count;
3740         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3741         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3742         int ret = -EBUSY;
3743         int enlarge = 0;
3744
3745         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3746         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3747         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3748         while (retry_count) {
3749                 if (signal_pending(current)) {
3750                         ret = -EINTR;
3751                         break;
3752                 }
3753                 /*
3754                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3755                  * open coded manner. You see what this really does.
3756                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3757                  */
3758                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3759                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3760                 if (memlimit > val) {
3761                         ret = -EINVAL;
3762                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3763                         break;
3764                 }
3765                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3766                 if (memswlimit < val)
3767                         enlarge = 1;
3768                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3769                 if (!ret) {
3770                         if (memlimit == val)
3771                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3772                         else
3773                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3774                 }
3775                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3776
3777                 if (!ret)
3778                         break;
3779
3780                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3781                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3782                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3783                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3784                 /* Usage is reduced ? */
3785                 if (curusage >= oldusage)
3786                         retry_count--;
3787                 else
3788                         oldusage = curusage;
3789         }
3790         if (!ret && enlarge)
3791                 memcg_oom_recover(memcg);
3792         return ret;
3793 }
3794
3795 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3796                                             gfp_t gfp_mask,
3797                                             unsigned long *total_scanned)
3798 {
3799         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3800         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3801         unsigned long reclaimed;
3802         int loop = 0;
3803         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3804         unsigned long long excess;
3805         unsigned long nr_scanned;
3806
3807         if (order > 0)
3808                 return 0;
3809
3810         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3811         /*
3812          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3813          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3814          * pressure
3815          */
3816         do {
3817                 if (next_mz)
3818                         mz = next_mz;
3819                 else
3820                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3821                 if (!mz)
3822                         break;
3823
3824                 nr_scanned = 0;
3825                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3826                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3827                 nr_reclaimed += reclaimed;
3828                 *total_scanned += nr_scanned;
3829                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3830
3831                 /*
3832                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3833                  * it is time to move on to the next cgroup
3834                  */
3835                 next_mz = NULL;
3836                 if (!reclaimed) {
3837                         do {
3838                                 /*
3839                                  * Loop until we find yet another one.
3840                                  *
3841                                  * By the time we get the soft_limit lock
3842                                  * again, someone might have aded the
3843                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3844                                  * make sure we get a different mem.
3845                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3846                                  * NULL if no other cgroup is present on
3847                                  * the tree
3848                                  */
3849                                 next_mz =
3850                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3851                                 if (next_mz == mz)
3852                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3853                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3854                                         break;
3855                         } while (1);
3856                 }
3857                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3858                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3859                 /*
3860                  * One school of thought says that we should not add
3861                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3862                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3863                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3864                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3865                  * term TODO.
3866                  */
3867                 /* If excess == 0, no tree ops */
3868                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3869                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3870                 css_put(&mz->memcg->css);
3871                 loop++;
3872                 /*
3873                  * Could not reclaim anything and there are no more
3874                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3875                  * reclaiming anything.
3876                  */
3877                 if (!nr_reclaimed &&
3878                         (next_mz == NULL ||
3879                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3880                         break;
3881         } while (!nr_reclaimed);
3882         if (next_mz)
3883                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3884         return nr_reclaimed;
3885 }
3886
3887 /**
3888  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3889  * @memcg: group to clear
3890  * @node: NUMA node
3891  * @zid: zone id
3892  * @lru: lru to to clear
3893  *
3894  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3895  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3896  * group.
3897  */
3898 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3899                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3900 {
3901         struct lruvec *lruvec;
3902         unsigned long flags;
3903         struct list_head *list;
3904         struct page *busy;
3905         struct zone *zone;
3906
3907         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3908         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3909         list = &lruvec->lists[lru];
3910
3911         busy = NULL;
3912         do {
3913                 struct page_cgroup *pc;
3914                 struct page *page;
3915
3916                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3917                 if (list_empty(list)) {
3918                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3919                         break;
3920                 }
3921                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3922                 if (busy == page) {
3923                         list_move(&page->lru, list);
3924                         busy = NULL;
3925                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3926                         continue;
3927                 }
3928                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3929
3930                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3931
3932                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3933                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3934                         busy = page;
3935                 } else
3936                         busy = NULL;
3937                 cond_resched();
3938         } while (!list_empty(list));
3939 }
3940
3941 /*
3942  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3943  * all the charges and pages to the parent.
3944  * This enables deleting this mem_cgroup.
3945  *
3946  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3947  */
3948 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3949 {
3950         int node, zid;
3951         u64 usage;
3952
3953         do {
3954                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3955                 lru_add_drain_all();
3956                 drain_all_stock_sync(memcg);
3957                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3958                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3959                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3960                                 enum lru_list lru;
3961                                 for_each_lru(lru) {
3962                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3963                                                         node, zid, lru);
3964                                 }
3965                         }
3966                 }
3967                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3968                 memcg_oom_recover(memcg);
3969                 cond_resched();
3970
3971                 /*
3972                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
3973                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
3974                  * expect their value to drop to 0 here.
3975                  * Having res filled up with kmem only is enough.
3976                  *
3977                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3978                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3979                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3980                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3981                  * charge before adding to the LRU.
3982                  */
3983                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
3984                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
3985         } while (usage > 0);
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3990  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3991  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3992  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3993  */
3994 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3995 {
3996         bool ret;
3997
3998         /*
3999          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4000          * it prevents a new child from being initialized based on this
4001          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4002          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4003          */
4004         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4005
4006         rcu_read_lock();
4007         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4008         rcu_read_unlock();
4009         return ret;
4010 }
4011
4012 /*
4013  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4014  * the rest to the parent.
4015  *
4016  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4017  */
4018 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4019 {
4020         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4021
4022         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4023         lru_add_drain_all();
4024         /* try to free all pages in this cgroup */
4025         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4026                 int progress;
4027
4028                 if (signal_pending(current))
4029                         return -EINTR;
4030
4031                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4032                                                 false);
4033                 if (!progress) {
4034                         nr_retries--;
4035                         /* maybe some writeback is necessary */
4036                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4037                 }
4038
4039         }
4040
4041         return 0;
4042 }
4043
4044 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4045                                             char *buf, size_t nbytes,
4046                                             loff_t off)
4047 {
4048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4049
4050         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4051                 return -EINVAL;
4052         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4053 }
4054
4055 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4056                                      struct cftype *cft)
4057 {
4058         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4059 }
4060
4061 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4062                                       struct cftype *cft, u64 val)
4063 {
4064         int retval = 0;
4065         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4066         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4067
4068         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4069
4070         if (memcg->use_hierarchy == val)
4071                 goto out;
4072
4073         /*
4074          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4075          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4076          * occur, provided the current cgroup has no children.
4077          *
4078          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4079          * set if there are no children.
4080          */
4081         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4082                                 (val == 1 || val == 0)) {
4083                 if (!memcg_has_children(memcg))
4084                         memcg->use_hierarchy = val;
4085                 else
4086                         retval = -EBUSY;
4087         } else
4088                 retval = -EINVAL;
4089
4090 out:
4091         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4092
4093         return retval;
4094 }
4095
4096 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4097                                struct cftype *cft)
4098 {
4099         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4100         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4101         int name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4102
4103         switch (type) {
4104         case _MEM:
4105                 return res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4106         case _MEMSWAP:
4107                 return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4108         case _KMEM:
4109                 return res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4110                 break;
4111         default:
4112                 BUG();
4113         }
4114 }
4115
4116 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4117 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4118 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4119                                  unsigned long long limit)
4120 {
4121         int err = 0;
4122         int memcg_id;
4123
4124         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4125                 return 0;
4126
4127         /*
4128          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4129          * cgroups so let's stop accounting here.
4130          */
4131         memcg_stop_kmem_account();
4132
4133         /*
4134          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4135          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4136          * already joined.
4137          *
4138          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4139          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4140          * place, which makes the value quite meaningless.
4141          *
4142          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4143          * of course permitted.
4144          */
4145         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4146         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4147             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4148                 err = -EBUSY;
4149         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4150         if (err)
4151                 goto out;
4152
4153         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4154                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4155         if (memcg_id < 0) {
4156                 err = memcg_id;
4157                 goto out;
4158         }
4159
4160         /*
4161          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4162          * memcg_params.
4163          */
4164         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4165         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4166         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4167         if (err)
4168                 goto out_rmid;
4169
4170         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4171         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4172
4173         /*
4174          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4175          * active bit set yet, so this should succeed.
4176          */
4177         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4178         VM_BUG_ON(err);
4179
4180         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4181         /*
4182          * Setting the active bit after enabling static branching will
4183          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4184          * patched.
4185          */
4186         memcg_kmem_set_active(memcg);
4187 out:
4188         memcg_resume_kmem_account();
4189         return err;
4190
4191 out_rmid:
4192         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4193         goto out;
4194 }
4195
4196 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4197                                unsigned long long limit)
4198 {
4199         int ret;
4200
4201         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4202         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4203         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4204         return ret;
4205 }
4206
4207 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4208                                    unsigned long long val)
4209 {
4210         int ret;
4211
4212         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4213                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4214         else
4215                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4216         return ret;
4217 }
4218
4219 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4220 {
4221         int ret = 0;
4222         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4223
4224         if (!parent)
4225                 return 0;
4226
4227         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4228         /*
4229          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4230          * after this point, because it has at least one child already.
4231          */
4232         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4233                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
4234         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4235         return ret;
4236 }
4237 #else
4238 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4239                                    unsigned long long val)
4240 {
4241         return -EINVAL;
4242 }
4243 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4244
4245 /*
4246  * The user of this function is...
4247  * RES_LIMIT.
4248  */
4249 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4250                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4251 {
4252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4253         enum res_type type;
4254         int name;
4255         unsigned long long val;
4256         int ret;
4257
4258         buf = strstrip(buf);
4259         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4260         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4261
4262         switch (name) {
4263         case RES_LIMIT:
4264                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4265                         ret = -EINVAL;
4266                         break;
4267                 }
4268                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4269                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4270                 if (ret)
4271                         break;
4272                 if (type == _MEM)
4273                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4274                 else if (type == _MEMSWAP)
4275                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4276                 else if (type == _KMEM)
4277                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
4278                 else
4279                         return -EINVAL;
4280                 break;
4281         case RES_SOFT_LIMIT:
4282                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4283                 if (ret)
4284                         break;
4285                 /*
4286                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4287                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4288                  * control without swap
4289                  */
4290                 if (type == _MEM)
4291                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4292                 else
4293                         ret = -EINVAL;
4294                 break;
4295         default:
4296                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4297                 break;
4298         }
4299         return ret ?: nbytes;
4300 }
4301
4302 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4303                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4304 {
4305         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4306
4307         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4308         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4309         if (!memcg->use_hierarchy)
4310                 goto out;
4311
4312         while (memcg->css.parent) {
4313                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4314                 if (!memcg->use_hierarchy)
4315                         break;
4316                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4317                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4318                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4319                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4320         }
4321 out:
4322         *mem_limit = min_limit;
4323         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4324 }
4325
4326 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4327                                 size_t nbytes, loff_t off)
4328 {
4329         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4330         int name;
4331         enum res_type type;
4332
4333         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4334         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4335
4336         switch (name) {
4337         case RES_MAX_USAGE:
4338                 if (type == _MEM)
4339                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4340                 else if (type == _MEMSWAP)
4341                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4342                 else if (type == _KMEM)
4343                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4344                 else
4345                         return -EINVAL;
4346                 break;
4347         case RES_FAILCNT:
4348                 if (type == _MEM)
4349                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4350                 else if (type == _MEMSWAP)
4351                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4352                 else if (type == _KMEM)
4353                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4354                 else
4355                         return -EINVAL;
4356                 break;
4357         }
4358
4359         return nbytes;
4360 }
4361
4362 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4363                                         struct cftype *cft)
4364 {
4365         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4366 }
4367
4368 #ifdef CONFIG_MMU
4369 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4370                                         struct cftype *cft, u64 val)
4371 {
4372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4373
4374         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4375                 return -EINVAL;
4376
4377         /*
4378          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4379          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4380          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4381          * affect task migrations starting after the change.
4382          */
4383         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4384         return 0;
4385 }
4386 #else
4387 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4388                                         struct cftype *cft, u64 val)
4389 {
4390         return -ENOSYS;
4391 }
4392 #endif
4393
4394 #ifdef CONFIG_NUMA
4395 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4396 {
4397         struct numa_stat {
4398                 const char *name;
4399                 unsigned int lru_mask;
4400         };
4401
4402         static const struct numa_stat stats[] = {
4403                 { "total", LRU_ALL },
4404                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4405                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4406                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4407         };
4408         const struct numa_stat *stat;
4409         int nid;
4410         unsigned long nr;
4411         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4412
4413         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4414                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4415                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4416                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4417                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4418                                                           stat->lru_mask);
4419                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4420                 }
4421                 seq_putc(m, '\n');
4422         }
4423
4424         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4425                 struct mem_cgroup *iter;
4426
4427                 nr = 0;
4428                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4429                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4430                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4431                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4432                         nr = 0;
4433                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4434                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4435                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4436                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4437                 }
4438                 seq_putc(m, '\n');
4439         }
4440
4441         return 0;
4442 }
4443 #endif /* CONFIG_NUMA */
4444
4445 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4446 {
4447         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4448 }
4449
4450 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4451 {
4452         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4453         struct mem_cgroup *mi;
4454         unsigned int i;
4455
4456         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4457                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4458                         continue;
4459                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4460                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4461         }
4462
4463         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4464                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4465                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4466
4467         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4468                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4469                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4470
4471         /* Hierarchical information */
4472         {
4473                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4474                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4475                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4476                 if (do_swap_account)
4477                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4478                                    memsw_limit);
4479         }
4480
4481         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4482                 long long val = 0;
4483
4484                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4485                         continue;
4486                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4487                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4488                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4489         }
4490
4491         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4492                 unsigned long long val = 0;
4493
4494                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4495                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4496                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4497                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4498         }
4499
4500         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4501                 unsigned long long val = 0;
4502
4503                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4504                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4505                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4506         }
4507
4508 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4509         {
4510                 int nid, zid;
4511                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4512                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4513                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4514                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4515
4516                 for_each_online_node(nid)
4517                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4518                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4519                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4520
4521                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4522                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4523                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4524                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4525                         }
4526                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4527                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4528                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4529                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4530         }
4531 #endif
4532
4533         return 0;
4534 }
4535
4536 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4537                                       struct cftype *cft)
4538 {
4539         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4540
4541         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4542 }
4543
4544 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4545                                        struct cftype *cft, u64 val)
4546 {
4547         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4548
4549         if (val > 100)
4550                 return -EINVAL;
4551
4552         if (css->parent)
4553                 memcg->swappiness = val;
4554         else
4555                 vm_swappiness = val;
4556
4557         return 0;
4558 }
4559
4560 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4561 {
4562         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4563         u64 usage;
4564         int i;
4565
4566         rcu_read_lock();
4567         if (!swap)
4568                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4569         else
4570                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4571
4572         if (!t)
4573                 goto unlock;
4574
4575         if (!swap)
4576                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4577         else
4578                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4579
4580         /*
4581          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4582          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4583          * call of __mem_cgroup_threshold().
4584          */
4585         i = t->current_threshold;
4586
4587         /*
4588          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4589          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4590          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4591          * only one element of the array here.
4592          */
4593         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4594                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4595
4596         /* i = current_threshold + 1 */
4597         i++;
4598
4599         /*
4600          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4601          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4602          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4603          * only one element of the array here.
4604          */
4605         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4606                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4607
4608         /* Update current_threshold */
4609         t->current_threshold = i - 1;
4610 unlock:
4611         rcu_read_unlock();
4612 }
4613
4614 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4615 {
4616         while (memcg) {
4617                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4618                 if (do_swap_account)
4619                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4620
4621                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4622         }
4623 }
4624
4625 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4626 {
4627         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4628         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4629
4630         if (_a->threshold > _b->threshold)
4631                 return 1;
4632
4633         if (_a->threshold < _b->threshold)
4634                 return -1;
4635
4636         return 0;
4637 }
4638
4639 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4640 {
4641         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4642
4643         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4644
4645         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4646                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4647
4648         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4649         return 0;
4650 }
4651
4652 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4653 {
4654         struct mem_cgroup *iter;
4655
4656         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4657                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4658 }
4659
4660 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4661         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4662 {
4663         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4664         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4665         u64 threshold, usage;
4666         int i, size, ret;
4667
4668         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4669         if (ret)
4670                 return ret;
4671
4672         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4673
4674         if (type == _MEM) {
4675                 thresholds = &memcg->thresholds;
4676                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4677         } else if (type == _MEMSWAP) {
4678                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4679                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4680         } else
4681                 BUG();
4682
4683         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4684         if (thresholds->primary)
4685                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4686
4687         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4688
4689         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4690         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4691                         GFP_KERNEL);
4692         if (!new) {
4693                 ret = -ENOMEM;
4694                 goto unlock;
4695         }
4696         new->size = size;
4697
4698         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4699         if (thresholds->primary) {
4700                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4701                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4702         }
4703
4704         /* Add new threshold */
4705         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4706         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4707
4708         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4709         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4710                         compare_thresholds, NULL);
4711
4712         /* Find current threshold */
4713         new->current_threshold = -1;
4714         for (i = 0; i < size; i++) {
4715                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4716                         /*
4717                          * new->current_threshold will not be used until
4718                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4719                          * it here.
4720                          */
4721                         ++new->current_threshold;
4722                 } else
4723                         break;
4724         }
4725
4726         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4727         kfree(thresholds->spare);
4728         thresholds->spare = thresholds->primary;
4729
4730         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4731
4732         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4733         synchronize_rcu();
4734
4735 unlock:
4736         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4737
4738         return ret;
4739 }
4740
4741 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4742         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4743 {
4744         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4745 }
4746
4747 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4748         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4749 {
4750         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4751 }
4752
4753 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4754         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4755 {
4756         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4757         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4758         u64 usage;
4759         int i, j, size;
4760
4761         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4762
4763         if (type == _MEM) {
4764                 thresholds = &memcg->thresholds;
4765                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4766         } else if (type == _MEMSWAP) {
4767                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4768                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4769         } else
4770                 BUG();
4771
4772         if (!thresholds->primary)
4773                 goto unlock;
4774
4775         /* Check if a threshold crossed before removing */
4776         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4777
4778         /* Calculate new number of threshold */
4779         size = 0;
4780         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4781                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4782                         size++;
4783         }
4784
4785         new = thresholds->spare;
4786
4787         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4788         if (!size) {
4789                 kfree(new);
4790                 new = NULL;
4791                 goto swap_buffers;
4792         }
4793
4794         new->size = size;
4795
4796         /* Copy thresholds and find current threshold */
4797         new->current_threshold = -1;
4798         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4799                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4800                         continue;
4801
4802                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4803                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4804                         /*
4805                          * new->current_threshold will not be used
4806                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4807                          * it here.
4808                          */
4809                         ++new->current_threshold;
4810                 }
4811                 j++;
4812         }
4813
4814 swap_buffers:
4815         /* Swap primary and spare array */
4816         thresholds->spare = thresholds->primary;
4817         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4818         if (!new) {
4819                 kfree(thresholds->spare);
4820                 thresholds->spare = NULL;
4821         }
4822
4823         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4824
4825         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4826         synchronize_rcu();
4827 unlock:
4828         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4829 }
4830
4831 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4832         struct eventfd_ctx *eventfd)
4833 {
4834         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4835 }
4836
4837 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4838         struct eventfd_ctx *eventfd)
4839 {
4840         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4841 }
4842
4843 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4844         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4845 {
4846         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4847
4848         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4849         if (!event)
4850                 return -ENOMEM;
4851
4852         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4853
4854         event->eventfd = eventfd;
4855         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4856
4857         /* already in OOM ? */
4858         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4859                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4860         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4861
4862         return 0;
4863 }
4864
4865 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4866         struct eventfd_ctx *eventfd)
4867 {
4868         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4869
4870         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4871
4872         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4873                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4874                         list_del(&ev->list);
4875                         kfree(ev);
4876                 }
4877         }
4878
4879         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4880 }
4881
4882 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4883 {
4884         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4885
4886         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4887         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4888         return 0;
4889 }
4890
4891 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4892         struct cftype *cft, u64 val)
4893 {
4894         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4895
4896         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4897         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4898                 return -EINVAL;
4899
4900         memcg->oom_kill_disable = val;
4901         if (!val)
4902                 memcg_oom_recover(memcg);
4903
4904         return 0;
4905 }
4906
4907 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4908 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4909 {
4910         int ret;
4911
4912         memcg->kmemcg_id = -1;
4913         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4914         if (ret)
4915                 return ret;
4916
4917         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4918 }
4919
4920 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4921 {
4922         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4923 }
4924
4925 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4926 {
4927         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4928                 return;
4929
4930         /*
4931          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4932          * pages, for instance, a page contain objects from various
4933          * processes. As we prevent from taking a reference for every
4934          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
4935          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
4936          *
4937          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
4938          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
4939          * reference is taken here before the group is marked dead
4940          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
4941          *
4942          * Although this might sound strange as this path is called from
4943          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
4944          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
4945          * fail) we do not have other options because of the kmem
4946          * allocations lifetime.
4947          */
4948         css_get(&memcg->css);
4949
4950         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
4951
4952         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
4953                 return;
4954
4955         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
4956                 css_put(&memcg->css);
4957 }
4958 #else
4959 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4960 {
4961         return 0;
4962 }
4963
4964 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4965 {
4966 }
4967
4968 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4969 {
4970 }
4971 #endif
4972
4973 /*
4974  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4975  *
4976  * "cgroup.event_control" implementation.
4977  *
4978  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4979  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4980  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4981  *
4982  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4983  * possible.
4984  */
4985
4986 /*
4987  * Unregister event and free resources.
4988  *
4989  * Gets called from workqueue.
4990  */
4991 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4992 {
4993         struct mem_cgroup_event *event =
4994                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4995         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4996
4997         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4998
4999         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5000
5001         /* Notify userspace the event is going away. */
5002         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5003
5004         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5005         kfree(event);
5006         css_put(&memcg->css);
5007 }
5008
5009 /*
5010  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5011  *
5012  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5013  */
5014 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5015                             int sync, void *key)
5016 {
5017         struct mem_cgroup_event *event =
5018                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5019         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5020         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5021
5022         if (flags & POLLHUP) {
5023                 /*
5024                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5025                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5026                  * for us.
5027                  *
5028                  * We can't race against event freeing since the other
5029                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5030                  * which we hold.
5031                  */
5032                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5033                 if (!list_empty(&event->list)) {
5034                         list_del_init(&event->list);
5035                         /*
5036                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5037                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5038                          */
5039                         schedule_work(&event->remove);
5040                 }
5041                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5042         }
5043
5044         return 0;
5045 }
5046
5047 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5048                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5049 {
5050         struct mem_cgroup_event *event =
5051                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5052
5053         event->wqh = wqh;
5054         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5055 }
5056
5057 /*
5058  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5059  *
5060  * Parse input and register new cgroup event handler.
5061  *
5062  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5063  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5064  */
5065 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5066                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5067 {
5068         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5070         struct mem_cgroup_event *event;
5071         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5072         unsigned int efd, cfd;
5073         struct fd efile;
5074         struct fd cfile;
5075         const char *name;
5076         char *endp;
5077         int ret;
5078
5079         buf = strstrip(buf);
5080
5081         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5082         if (*endp != ' ')
5083                 return -EINVAL;
5084         buf = endp + 1;
5085
5086         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5087         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5088                 return -EINVAL;
5089         buf = endp + 1;
5090
5091         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5092         if (!event)
5093                 return -ENOMEM;
5094
5095         event->memcg = memcg;
5096         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5097         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5098         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5099         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5100
5101         efile = fdget(efd);
5102         if (!efile.file) {
5103                 ret = -EBADF;
5104                 goto out_kfree;
5105         }
5106
5107         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5108         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5109                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5110                 goto out_put_efile;
5111         }
5112
5113         cfile = fdget(cfd);
5114         if (!cfile.file) {
5115                 ret = -EBADF;
5116                 goto out_put_eventfd;
5117         }
5118
5119         /* the process need read permission on control file */
5120         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5121         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5122         if (ret < 0)
5123                 goto out_put_cfile;
5124
5125         /*
5126          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5127          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5128          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5129          * is for compatibility anyway.
5130          *
5131          * DO NOT ADD NEW FILES.
5132          */
5133         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5134
5135         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5136                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5137                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5138         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5139                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5140                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5141         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5142                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5143                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5144         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5145                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5146                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5147         } else {
5148                 ret = -EINVAL;
5149                 goto out_put_cfile;
5150         }
5151
5152         /*
5153          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5154          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5155          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5156          */
5157         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5158                                                &memory_cgrp_subsys);
5159         ret = -EINVAL;
5160         if (IS_ERR(cfile_css))
5161                 goto out_put_cfile;
5162         if (cfile_css != css) {
5163                 css_put(cfile_css);
5164                 goto out_put_cfile;
5165         }
5166
5167         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5168         if (ret)
5169                 goto out_put_css;
5170
5171         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5172
5173         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5174         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5175         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5176
5177         fdput(cfile);
5178         fdput(efile);
5179
5180         return nbytes;
5181
5182 out_put_css:
5183         css_put(css);
5184 out_put_cfile:
5185         fdput(cfile);
5186 out_put_eventfd:
5187         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5188 out_put_efile:
5189         fdput(efile);
5190 out_kfree:
5191         kfree(event);
5192
5193         return ret;
5194 }
5195
5196 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5197         {
5198                 .name = "usage_in_bytes",
5199                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5200                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5201         },
5202         {
5203                 .name = "max_usage_in_bytes",
5204                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5205                 .write = mem_cgroup_reset,
5206                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5207         },
5208         {
5209                 .name = "limit_in_bytes",
5210                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5211                 .write = mem_cgroup_write,
5212                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5213         },
5214         {
5215                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5216                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5217                 .write = mem_cgroup_write,
5218                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5219         },
5220         {
5221                 .name = "failcnt",
5222                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5223                 .write = mem_cgroup_reset,
5224                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5225         },
5226         {
5227                 .name = "stat",
5228                 .seq_show = memcg_stat_show,
5229         },
5230         {
5231                 .name = "force_empty",
5232                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5233         },
5234         {
5235                 .name = "use_hierarchy",
5236                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5237                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5238         },
5239         {
5240                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5241                 .write = memcg_write_event_control,
5242                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5243                 .mode = S_IWUGO,
5244         },
5245         {
5246                 .name = "swappiness",
5247                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5248                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5249         },
5250         {
5251                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5252                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5253                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5254         },
5255         {
5256                 .name = "oom_control",
5257                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5258                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5259                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5260         },
5261         {
5262                 .name = "pressure_level",
5263         },
5264 #ifdef CONFIG_NUMA
5265         {
5266                 .name = "numa_stat",
5267                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5268         },
5269 #endif
5270 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5271         {
5272                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5273                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5274                 .write = mem_cgroup_write,
5275                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5276         },
5277         {
5278                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5279                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5280                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5281         },
5282         {
5283                 .name = "kmem.failcnt",
5284                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5285                 .write = mem_cgroup_reset,
5286                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5287         },
5288         {
5289                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5290                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5291                 .write = mem_cgroup_reset,
5292                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5293         },
5294 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5295         {
5296                 .name = "kmem.slabinfo",
5297                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5298         },
5299 #endif
5300 #endif
5301         { },    /* terminate */
5302 };
5303
5304 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5305 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5306         {
5307                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5308                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5309                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5310         },
5311         {
5312                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5313                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5314                 .write = mem_cgroup_reset,
5315                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5316         },
5317         {
5318                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5319                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5320                 .write = mem_cgroup_write,
5321                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5322         },
5323         {
5324                 .name = "memsw.failcnt",
5325                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5326                 .write = mem_cgroup_reset,
5327                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5328         },
5329         { },    /* terminate */
5330 };
5331 #endif
5332 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5333 {
5334         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5335         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5336         int zone, tmp = node;
5337         /*
5338          * This routine is called against possible nodes.
5339          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5340          *
5341          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5342          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5343          *       function.
5344          */
5345         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5346                 tmp = -1;
5347         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5348         if (!pn)
5349                 return 1;
5350
5351         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5352                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5353                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5354                 mz->usage_in_excess = 0;
5355                 mz->on_tree = false;
5356                 mz->memcg = memcg;
5357         }
5358         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5363 {
5364         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5365 }
5366
5367 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5368 {
5369         struct mem_cgroup *memcg;
5370         size_t size;
5371
5372         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5373         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5374
5375         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5376         if (!memcg)
5377                 return NULL;
5378
5379         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5380         if (!memcg->stat)
5381                 goto out_free;
5382         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5383         return memcg;
5384
5385 out_free:
5386         kfree(memcg);
5387         return NULL;
5388 }
5389
5390 /*
5391  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5392  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5393  *
5394  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5395  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5396  * it goes down to 0.
5397  *
5398  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5399  */
5400
5401 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5402 {
5403         int node;
5404
5405         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5406
5407         for_each_node(node)
5408                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5409
5410         free_percpu(memcg->stat);
5411
5412         /*
5413          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5414          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5415          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5416          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5417          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5418          *
5419          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5420          * to move this code around, and make sure it is outside
5421          * the cgroup_lock.
5422          */
5423         disarm_static_keys(memcg);
5424         kfree(memcg);
5425 }
5426
5427 /*
5428  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5429  */
5430 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5431 {
5432         if (!memcg->res.parent)
5433                 return NULL;
5434         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5435 }
5436 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5437
5438 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5439 {
5440         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5441         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5442         int tmp, node, zone;
5443
5444         for_each_node(node) {
5445                 tmp = node;
5446                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5447                         tmp = -1;
5448                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5449                 BUG_ON(!rtpn);
5450
5451                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5452
5453                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5454                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5455                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5456                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5457                 }
5458         }
5459 }
5460
5461 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5462 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5463 {
5464         struct mem_cgroup *memcg;
5465         long error = -ENOMEM;
5466         int node;
5467
5468         memcg = mem_cgroup_alloc();
5469         if (!memcg)
5470                 return ERR_PTR(error);
5471
5472         for_each_node(node)
5473                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5474                         goto free_out;
5475
5476         /* root ? */
5477         if (parent_css == NULL) {
5478                 root_mem_cgroup = memcg;
5479                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5480                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5481                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5482         }
5483
5484         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5485         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5486         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5487         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5488         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5489         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5490         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5491         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5492
5493         return &memcg->css;
5494
5495 free_out:
5496         __mem_cgroup_free(memcg);
5497         return ERR_PTR(error);
5498 }
5499
5500 static int
5501 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5502 {
5503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5504         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5505
5506         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5507                 return -ENOSPC;
5508
5509         if (!parent)
5510                 return 0;
5511
5512         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5513
5514         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5515         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5516         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5517
5518         if (parent->use_hierarchy) {
5519                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5520                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5521                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5522
5523                 /*
5524                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5525                  * core guarantees its existence.
5526                  */
5527         } else {
5528                 res_counter_init(&memcg->res, &root_mem_cgroup->res);
5529                 res_counter_init(&memcg->memsw, &root_mem_cgroup->memsw);
5530                 res_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5531                 /*
5532                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5533                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5534                  * unfortunate state in our controller.
5535                  */
5536                 if (parent != root_mem_cgroup)
5537                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5538         }
5539         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5540
5541         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5542 }
5543
5544 /*
5545  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5546  */
5547 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5548 {
5549         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5550
5551         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5552                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5553
5554         /*
5555          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5556          * explicitely.
5557          */
5558         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5559                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5560 }
5561
5562 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5563 {
5564         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5565         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5566         struct cgroup_subsys_state *iter;
5567
5568         /*
5569          * Unregister events and notify userspace.
5570          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5571          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5572          */
5573         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5574         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5575                 list_del_init(&event->list);
5576                 schedule_work(&event->remove);
5577         }
5578         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5579
5580         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5581
5582         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5583
5584         /*
5585          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
5586          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
5587          */
5588         css_for_each_descendant_post(iter, css)
5589                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
5590
5591         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5592         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5593 }
5594
5595 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5596 {
5597         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5598         /*
5599          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
5600          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
5601          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
5602          * under the same RCU lock region, which means that charging
5603          * could race with offlining.  Offlining only happens to
5604          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
5605          * without any tasks from the swapin path when the target
5606          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
5607          * current task as it usually is.  A race like this can leak
5608          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
5609          * circulation:
5610          *
5611          * #0                        #1
5612          *                           lookup_swap_cgroup_id()
5613          *                           rcu_read_lock()
5614          *                           mem_cgroup_lookup()
5615          *                           css_tryget_online()
5616          *                           rcu_read_unlock()
5617          * disable css_tryget_online()
5618          * call_rcu()
5619          *   offline_css()
5620          *     reparent_charges()
5621          *                           res_counter_charge()
5622          *                           css_put()
5623          *                             css_free()
5624          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
5625          *                           add page to lru
5626          *
5627          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
5628          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
5629          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
5630          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
5631          * made after offlining:
5632          */
5633         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5634
5635         memcg_destroy_kmem(memcg);
5636         __mem_cgroup_free(memcg);
5637 }
5638
5639 /**
5640  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5641  * @css: the target css
5642  *
5643  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5644  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5645  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5646  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5647  * made visible again.
5648  *
5649  * The current implementation only resets the essential configurations.
5650  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5651  */
5652 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5655
5656         mem_cgroup_resize_limit(memcg, ULLONG_MAX);
5657         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, ULLONG_MAX);
5658         memcg_update_kmem_limit(memcg, ULLONG_MAX);
5659         res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, ULLONG_MAX);
5660 }
5661
5662 #ifdef CONFIG_MMU
5663 /* Handlers for move charge at task migration. */
5664 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5665 {
5666         int ret;
5667
5668         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5669         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5670         if (!ret) {
5671                 mc.precharge += count;
5672                 return ret;
5673         }
5674         if (ret == -EINTR) {
5675                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5676                 return ret;
5677         }
5678
5679         /* Try charges one by one with reclaim */
5680         while (count--) {
5681                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5682                 /*
5683                  * In case of failure, any residual charges against
5684                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5685                  * later on.  However, cancel any charges that are
5686                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5687                  */
5688                 if (ret == -EINTR)
5689                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5690                 if (ret)
5691                         return ret;
5692                 mc.precharge++;
5693                 cond_resched();
5694         }
5695         return 0;
5696 }
5697
5698 /**
5699  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5700  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5701  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5702  * @ptent: the pte to be checked
5703  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5704  *
5705  * Returns
5706  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5707  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5708  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5709  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5710  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5711  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5712  *     in target->ent.
5713  *
5714  * Called with pte lock held.
5715  */
5716 union mc_target {
5717         struct page     *page;
5718         swp_entry_t     ent;
5719 };
5720
5721 enum mc_target_type {
5722         MC_TARGET_NONE = 0,
5723         MC_TARGET_PAGE,
5724         MC_TARGET_SWAP,
5725 };
5726
5727 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5728                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5729 {
5730         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5731
5732         if (!page || !page_mapped(page))
5733                 return NULL;
5734         if (PageAnon(page)) {
5735                 /* we don't move shared anon */
5736                 if (!move_anon())
5737                         return NULL;
5738         } else if (!move_file())
5739                 /* we ignore mapcount for file pages */
5740                 return NULL;
5741         if (!get_page_unless_zero(page))
5742                 return NULL;
5743
5744         return page;
5745 }
5746
5747 #ifdef CONFIG_SWAP
5748 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5749                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5750 {
5751         struct page *page = NULL;
5752         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5753
5754         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5755                 return NULL;
5756         /*
5757          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5758          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5759          */
5760         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5761         if (do_swap_account)
5762                 entry->val = ent.val;
5763
5764         return page;
5765 }
5766 #else
5767 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5768                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5769 {
5770         return NULL;
5771 }
5772 #endif
5773
5774 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5775                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5776 {
5777         struct page *page = NULL;
5778         struct address_space *mapping;
5779         pgoff_t pgoff;
5780
5781         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5782                 return NULL;
5783         if (!move_file())
5784                 return NULL;
5785
5786         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5787         if (pte_none(ptent))
5788                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5789         else /* pte_file(ptent) is true */
5790                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5791
5792         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5793 #ifdef CONFIG_SWAP
5794         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5795         if (shmem_mapping(mapping)) {
5796                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5797                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5798                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5799                         if (do_swap_account)
5800                                 *entry = swp;
5801                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5802                 }
5803         } else
5804                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5805 #else
5806         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5807 #endif
5808         return page;
5809 }
5810
5811 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5812                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5813 {
5814         struct page *page = NULL;
5815         struct page_cgroup *pc;
5816         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5817         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5818
5819         if (pte_present(ptent))
5820                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5821         else if (is_swap_pte(ptent))
5822                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5823         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5824                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5825
5826         if (!page && !ent.val)
5827                 return ret;
5828         if (page) {
5829                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5830                 /*
5831                  * Do only loose check w/o serialization.
5832                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5833                  * not under LRU exclusion.
5834                  */
5835                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5836                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5837                         if (target)
5838                                 target->page = page;
5839                 }
5840                 if (!ret || !target)
5841                         put_page(page);
5842         }
5843         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5844         if (ent.val && !ret &&
5845             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5846                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5847                 if (target)
5848                         target->ent = ent;
5849         }
5850         return ret;
5851 }
5852
5853 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5854 /*
5855  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5856  * support them for now.
5857  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5858  */
5859 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5860                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5861 {
5862         struct page *page = NULL;
5863         struct page_cgroup *pc;
5864         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5865
5866         page = pmd_page(pmd);
5867         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5868         if (!move_anon())
5869                 return ret;
5870         pc = lookup_page_cgroup(page);
5871         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5872                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5873                 if (target) {
5874                         get_page(page);
5875                         target->page = page;
5876                 }
5877         }
5878         return ret;
5879 }
5880 #else
5881 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5882                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5883 {
5884         return MC_TARGET_NONE;
5885 }
5886 #endif
5887
5888 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5889                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5890                                         struct mm_walk *walk)
5891 {
5892         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5893         pte_t *pte;
5894         spinlock_t *ptl;
5895
5896         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5897                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5898                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5899                 spin_unlock(ptl);
5900                 return 0;
5901         }
5902
5903         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5904                 return 0;
5905         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5906         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5907                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5908                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5909         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5910         cond_resched();
5911
5912         return 0;
5913 }
5914
5915 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5916 {
5917         unsigned long precharge;
5918         struct vm_area_struct *vma;
5919
5920         down_read(&mm->mmap_sem);
5921         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5922                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5923                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5924                         .mm = mm,
5925                         .private = vma,
5926                 };
5927                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5928                         continue;
5929                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5930                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5931         }
5932         up_read(&mm->mmap_sem);
5933
5934         precharge = mc.precharge;
5935         mc.precharge = 0;
5936
5937         return precharge;
5938 }
5939
5940 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5941 {
5942         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5943
5944         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5945         mc.moving_task = current;
5946         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5947 }
5948
5949 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5950 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5951 {
5952         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5953         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5954         int i;
5955
5956         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5957         if (mc.precharge) {
5958                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5959                 mc.precharge = 0;
5960         }
5961         /*
5962          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5963          * we must uncharge here.
5964          */
5965         if (mc.moved_charge) {
5966                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5967                 mc.moved_charge = 0;
5968         }
5969         /* we must fixup refcnts and charges */
5970         if (mc.moved_swap) {
5971                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5972                 res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5973                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5974
5975                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
5976                         css_put(&mc.from->css);
5977
5978                 /*
5979                  * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5980                  * uncharge to->res.
5981                  */
5982                 res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5983                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5984                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5985                 mc.moved_swap = 0;
5986         }
5987         memcg_oom_recover(from);
5988         memcg_oom_recover(to);
5989         wake_up_all(&mc.waitq);
5990 }
5991
5992 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5993 {
5994         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5995
5996         /*
5997          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5998          * task migration.
5999          */
6000         mc.moving_task = NULL;
6001         __mem_cgroup_clear_mc();
6002         spin_lock(&mc.lock);
6003         mc.from = NULL;
6004         mc.to = NULL;
6005         spin_unlock(&mc.lock);
6006         mem_cgroup_end_move(from);
6007 }
6008
6009 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6010                                  struct cgroup_taskset *tset)
6011 {
6012         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6013         int ret = 0;
6014         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6015         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6016
6017         /*
6018          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6019          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6020          * So we need to save it, and keep it going.
6021          */
6022         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6023         if (move_charge_at_immigrate) {
6024                 struct mm_struct *mm;
6025                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6026
6027                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6028
6029                 mm = get_task_mm(p);
6030                 if (!mm)
6031                         return 0;
6032                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6033                 if (mm->owner == p) {
6034                         VM_BUG_ON(mc.from);
6035                         VM_BUG_ON(mc.to);
6036                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6037                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6038                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6039                         mem_cgroup_start_move(from);
6040                         spin_lock(&mc.lock);
6041                         mc.from = from;
6042                         mc.to = memcg;
6043                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6044                         spin_unlock(&mc.lock);
6045                         /* We set mc.moving_task later */
6046
6047                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6048                         if (ret)
6049                                 mem_cgroup_clear_mc();
6050                 }
6051                 mmput(mm);
6052         }
6053         return ret;
6054 }
6055
6056 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6057                                      struct cgroup_taskset *tset)
6058 {
6059         mem_cgroup_clear_mc();
6060 }
6061
6062 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6063                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6064                                 struct mm_walk *walk)
6065 {
6066         int ret = 0;
6067         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6068         pte_t *pte;
6069         spinlock_t *ptl;
6070         enum mc_target_type target_type;
6071         union mc_target target;
6072         struct page *page;
6073         struct page_cgroup *pc;
6074
6075         /*
6076          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6077          * happens because:
6078          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6079          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6080          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6081          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6082          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6083          *    part of thp split is not executed yet.
6084          */
6085         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6086                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6087                         spin_unlock(ptl);
6088                         return 0;
6089                 }
6090                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6091                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6092                         page = target.page;
6093                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6094                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6095                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6096                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6097                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6098                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6099                                 }
6100                                 putback_lru_page(page);
6101                         }
6102                         put_page(page);
6103                 }
6104                 spin_unlock(ptl);
6105                 return 0;
6106         }
6107
6108         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6109                 return 0;
6110 retry:
6111         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6112         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6113                 pte_t ptent = *(pte++);
6114                 swp_entry_t ent;
6115
6116                 if (!mc.precharge)
6117                         break;
6118
6119                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6120                 case MC_TARGET_PAGE:
6121                         page = target.page;
6122                         if (isolate_lru_page(page))
6123                                 goto put;
6124                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6125                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6126                                                      mc.from, mc.to)) {
6127                                 mc.precharge--;
6128                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6129                                 mc.moved_charge++;
6130                         }
6131                         putback_lru_page(page);
6132 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6133                         put_page(page);
6134                         break;
6135                 case MC_TARGET_SWAP:
6136                         ent = target.ent;
6137                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6138                                 mc.precharge--;
6139                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6140                                 mc.moved_swap++;
6141                         }
6142                         break;
6143                 default:
6144                         break;
6145                 }
6146         }
6147         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6148         cond_resched();
6149
6150         if (addr != end) {
6151                 /*
6152                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6153                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6154                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6155                  * phase.
6156                  */
6157                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6158                 if (!ret)
6159                         goto retry;
6160         }
6161
6162         return ret;
6163 }
6164
6165 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6166 {
6167         struct vm_area_struct *vma;
6168
6169         lru_add_drain_all();
6170 retry:
6171         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6172                 /*
6173                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6174                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6175                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6176                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6177                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6178                  */
6179                 __mem_cgroup_clear_mc();
6180                 cond_resched();
6181                 goto retry;
6182         }
6183         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6184                 int ret;
6185                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6186                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6187                         .mm = mm,
6188                         .private = vma,
6189                 };
6190                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6191                         continue;
6192                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6193                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6194                 if (ret)
6195                         /*
6196                          * means we have consumed all precharges and failed in
6197                          * doing additional charge. Just abandon here.
6198                          */
6199                         break;
6200         }
6201         up_read(&mm->mmap_sem);
6202 }
6203
6204 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6205                                  struct cgroup_taskset *tset)
6206 {
6207         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6208         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6209
6210         if (mm) {
6211                 if (mc.to)
6212                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6213                 mmput(mm);
6214         }
6215         if (mc.to)
6216                 mem_cgroup_clear_mc();
6217 }
6218 #else   /* !CONFIG_MMU */
6219 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6220                                  struct cgroup_taskset *tset)
6221 {
6222         return 0;
6223 }
6224 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6225                                      struct cgroup_taskset *tset)
6226 {
6227 }
6228 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6229                                  struct cgroup_taskset *tset)
6230 {
6231 }
6232 #endif
6233
6234 /*
6235  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6236  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6237  * attempt.
6238  */
6239 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6240 {
6241         /*
6242          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6243          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6244          * on for the root memcg is enough.
6245          */
6246         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6247                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6248 }
6249
6250 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6251         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6252         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6253         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6254         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6255         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6256         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6257         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6258         .attach = mem_cgroup_move_task,
6259         .bind = mem_cgroup_bind,
6260         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6261         .early_init = 0,
6262 };
6263
6264 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6265 static int __init enable_swap_account(char *s)
6266 {
6267         if (!strcmp(s, "1"))
6268                 really_do_swap_account = 1;
6269         else if (!strcmp(s, "0"))
6270                 really_do_swap_account = 0;
6271         return 1;
6272 }
6273 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6274
6275 static void __init memsw_file_init(void)
6276 {
6277         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6278                                           memsw_cgroup_files));
6279 }
6280
6281 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6282 {
6283         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6284                 do_swap_account = 1;
6285                 memsw_file_init();
6286         }
6287 }
6288
6289 #else
6290 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6291 {
6292 }
6293 #endif
6294
6295 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6296 /**
6297  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6298  * @page: page whose memsw charge to transfer
6299  * @entry: swap entry to move the charge to
6300  *
6301  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6302  */
6303 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6304 {
6305         struct page_cgroup *pc;
6306         unsigned short oldid;
6307
6308         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6309         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6310
6311         if (!do_swap_account)
6312                 return;
6313
6314         pc = lookup_page_cgroup(page);
6315
6316         /* Readahead page, never charged */
6317         if (!PageCgroupUsed(pc))
6318                 return;
6319
6320         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
6321
6322         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
6323         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6324
6325         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
6326         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
6327         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
6328 }
6329
6330 /**
6331  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
6332  * @entry: swap entry to uncharge
6333  *
6334  * Drop the memsw charge associated with @entry.
6335  */
6336 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6337 {
6338         struct mem_cgroup *memcg;
6339         unsigned short id;
6340
6341         if (!do_swap_account)
6342                 return;
6343
6344         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
6345         rcu_read_lock();
6346         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
6347         if (memcg) {
6348                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
6349                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
6350                 css_put(&memcg->css);
6351         }
6352         rcu_read_unlock();
6353 }
6354 #endif
6355
6356 /**
6357  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6358  * @page: page to charge
6359  * @mm: mm context of the victim
6360  * @gfp_mask: reclaim mode
6361  * @memcgp: charged memcg return
6362  *
6363  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6364  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6365  *
6366  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6367  * Otherwise, an error code is returned.
6368  *
6369  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6370  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6371  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6372  */
6373 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6374                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6375 {
6376         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6377         unsigned int nr_pages = 1;
6378         int ret = 0;
6379
6380         if (mem_cgroup_disabled())
6381                 goto out;
6382
6383         if (PageSwapCache(page)) {
6384                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
6385                 /*
6386                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6387                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6388                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6389                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6390                  * in turn serializes uncharging.
6391                  */
6392                 if (PageCgroupUsed(pc))
6393                         goto out;
6394         }
6395
6396         if (PageTransHuge(page)) {
6397                 nr_pages <<= compound_order(page);
6398                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6399         }
6400
6401         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
6402                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
6403         if (!memcg)
6404                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6405
6406         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6407
6408         css_put(&memcg->css);
6409
6410         if (ret == -EINTR) {
6411                 memcg = root_mem_cgroup;
6412                 ret = 0;
6413         }
6414 out:
6415         *memcgp = memcg;
6416         return ret;
6417 }
6418
6419 /**
6420  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6421  * @page: page to charge
6422  * @memcg: memcg to charge the page to
6423  * @lrucare: page might be on LRU already
6424  *
6425  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6426  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6427  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6428  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6429  *
6430  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6431  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6432  *
6433  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6434  */
6435 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6436                               bool lrucare)
6437 {
6438         unsigned int nr_pages = 1;
6439
6440         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6441         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6442
6443         if (mem_cgroup_disabled())
6444                 return;
6445         /*
6446          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6447          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6448          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6449          */
6450         if (!memcg)
6451                 return;
6452
6453         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6454
6455         if (PageTransHuge(page)) {
6456                 nr_pages <<= compound_order(page);
6457                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6458         }
6459
6460         local_irq_disable();
6461         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6462         memcg_check_events(memcg, page);
6463         local_irq_enable();
6464
6465         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6466                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6467                 /*
6468                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6469                  * let's not wait for it.  The page already received a
6470                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6471                  */
6472                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6473         }
6474 }
6475
6476 /**
6477  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6478  * @page: page to charge
6479  * @memcg: memcg to charge the page to
6480  *
6481  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6482  */
6483 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6484 {
6485         unsigned int nr_pages = 1;
6486
6487         if (mem_cgroup_disabled())
6488                 return;
6489         /*
6490          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6491          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6492          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6493          */
6494         if (!memcg)
6495                 return;
6496
6497         if (PageTransHuge(page)) {
6498                 nr_pages <<= compound_order(page);
6499                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6500         }
6501
6502         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6503 }
6504
6505 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
6506                            unsigned long nr_mem, unsigned long nr_memsw,
6507                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
6508                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
6509 {
6510         unsigned long flags;
6511
6512         if (nr_mem)
6513                 res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_mem * PAGE_SIZE);
6514         if (nr_memsw)
6515                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_memsw * PAGE_SIZE);
6516
6517         memcg_oom_recover(memcg);
6518
6519         local_irq_save(flags);
6520         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
6521         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
6522         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
6523         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
6524         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_anon + nr_file);
6525         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
6526         local_irq_restore(flags);
6527 }
6528
6529 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6530 {
6531         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6532         unsigned long nr_memsw = 0;
6533         unsigned long nr_anon = 0;
6534         unsigned long nr_file = 0;
6535         unsigned long nr_huge = 0;
6536         unsigned long pgpgout = 0;
6537         unsigned long nr_mem = 0;
6538         struct list_head *next;
6539         struct page *page;
6540
6541         next = page_list->next;
6542         do {
6543                 unsigned int nr_pages = 1;
6544                 struct page_cgroup *pc;
6545
6546                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6547                 next = page->lru.next;
6548
6549                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6550                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6551
6552                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6553                 if (!PageCgroupUsed(pc))
6554                         continue;
6555
6556                 /*
6557                  * Nobody should be changing or seriously looking at
6558                  * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have
6559                  * fully exclusive access to the page.
6560                  */
6561
6562                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
6563                         if (memcg) {
6564                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6565                                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6566                                 pgpgout = nr_mem = nr_memsw = 0;
6567                                 nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
6568                         }
6569                         memcg = pc->mem_cgroup;
6570                 }
6571
6572                 if (PageTransHuge(page)) {
6573                         nr_pages <<= compound_order(page);
6574                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6575                         nr_huge += nr_pages;
6576                 }
6577
6578                 if (PageAnon(page))
6579                         nr_anon += nr_pages;
6580                 else
6581                         nr_file += nr_pages;
6582
6583                 if (pc->flags & PCG_MEM)
6584                         nr_mem += nr_pages;
6585                 if (pc->flags & PCG_MEMSW)
6586                         nr_memsw += nr_pages;
6587                 pc->flags = 0;
6588
6589                 pgpgout++;
6590         } while (next != page_list);
6591
6592         if (memcg)
6593                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6594                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6595 }
6596
6597 /**
6598  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6599  * @page: page to uncharge
6600  *
6601  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6602  * mem_cgroup_commit_charge().
6603  */
6604 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6605 {
6606         struct page_cgroup *pc;
6607
6608         if (mem_cgroup_disabled())
6609                 return;
6610
6611         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6612         pc = lookup_page_cgroup(page);
6613         if (!PageCgroupUsed(pc))
6614                 return;
6615
6616         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6617         uncharge_list(&page->lru);
6618 }
6619
6620 /**
6621  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6622  * @page_list: list of pages to uncharge
6623  *
6624  * Uncharge a list of pages previously charged with
6625  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6626  */
6627 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6628 {
6629         if (mem_cgroup_disabled())
6630                 return;
6631
6632         if (!list_empty(page_list))
6633                 uncharge_list(page_list);
6634 }
6635
6636 /**
6637  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6638  * @oldpage: currently charged page
6639  * @newpage: page to transfer the charge to
6640  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6641  *
6642  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6643  *
6644  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6645  */
6646 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6647                         bool lrucare)
6648 {
6649         struct page_cgroup *pc;
6650         int isolated;
6651
6652         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6653         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6654         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6655         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6656         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6657         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6658                        newpage);
6659
6660         if (mem_cgroup_disabled())
6661                 return;
6662
6663         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6664         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6665         if (PageCgroupUsed(pc))
6666                 return;
6667
6668         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6669         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6670         if (!PageCgroupUsed(pc))
6671                 return;
6672
6673         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6674         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6675
6676         if (lrucare)
6677                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6678
6679         pc->flags = 0;
6680
6681         if (lrucare)
6682                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6683
6684         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, lrucare);
6685 }
6686
6687 /*
6688  * subsys_initcall() for memory controller.
6689  *
6690  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6691  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6692  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6693  * be initialized from here.
6694  */
6695 static int __init mem_cgroup_init(void)
6696 {
6697         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6698         enable_swap_cgroup();
6699         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6700         memcg_stock_init();
6701         return 0;
6702 }
6703 subsys_initcall(mem_cgroup_init);