mm: page_cgroup: rename file to mm/swap_cgroup.c
[pandora-kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct reclaim_iter {
147         struct mem_cgroup *position;
148         /* scan generation, increased every round-trip */
149         unsigned int generation;
150 };
151
152 /*
153  * per-zone information in memory controller.
154  */
155 struct mem_cgroup_per_zone {
156         struct lruvec           lruvec;
157         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
158
159         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
160
161         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
162         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
163                                                 /* the soft limit is exceeded*/
164         bool                    on_tree;
165         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
166                                                 /* use container_of        */
167 };
168
169 struct mem_cgroup_per_node {
170         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
171 };
172
173 /*
174  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
175  * their hierarchy representation
176  */
177
178 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
179         struct rb_root rb_root;
180         spinlock_t lock;
181 };
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_node {
184         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_tree {
188         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
189 };
190
191 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
192
193 struct mem_cgroup_threshold {
194         struct eventfd_ctx *eventfd;
195         unsigned long threshold;
196 };
197
198 /* For threshold */
199 struct mem_cgroup_threshold_ary {
200         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
201         int current_threshold;
202         /* Size of entries[] */
203         unsigned int size;
204         /* Array of thresholds */
205         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_thresholds {
209         /* Primary thresholds array */
210         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
211         /*
212          * Spare threshold array.
213          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
214          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
215          */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
217 };
218
219 /* for OOM */
220 struct mem_cgroup_eventfd_list {
221         struct list_head list;
222         struct eventfd_ctx *eventfd;
223 };
224
225 /*
226  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
227  */
228 struct mem_cgroup_event {
229         /*
230          * memcg which the event belongs to.
231          */
232         struct mem_cgroup *memcg;
233         /*
234          * eventfd to signal userspace about the event.
235          */
236         struct eventfd_ctx *eventfd;
237         /*
238          * Each of these stored in a list by the cgroup.
239          */
240         struct list_head list;
241         /*
242          * register_event() callback will be used to add new userspace
243          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
244          * on eventfd to send notification to userspace.
245          */
246         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
247                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
248         /*
249          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
250          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
251          * if you want provide notification functionality.
252          */
253         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
254                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
255         /*
256          * All fields below needed to unregister event when
257          * userspace closes eventfd.
258          */
259         poll_table pt;
260         wait_queue_head_t *wqh;
261         wait_queue_t wait;
262         struct work_struct remove;
263 };
264
265 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
266 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
267
268 /*
269  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
270  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
271  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
272  * to help the administrator determine what knobs to tune.
273  *
274  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
275  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
276  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
277  * a feature that will be implemented much later in the future.
278  */
279 struct mem_cgroup {
280         struct cgroup_subsys_state css;
281
282         /* Accounted resources */
283         struct page_counter memory;
284         struct page_counter memsw;
285         struct page_counter kmem;
286
287         unsigned long soft_limit;
288
289         /* vmpressure notifications */
290         struct vmpressure vmpressure;
291
292         /* css_online() has been completed */
293         int initialized;
294
295         /*
296          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
297          */
298         bool use_hierarchy;
299         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
300
301         bool            oom_lock;
302         atomic_t        under_oom;
303         atomic_t        oom_wakeups;
304
305         int     swappiness;
306         /* OOM-Killer disable */
307         int             oom_kill_disable;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
344         struct cg_proto tcp_mem;
345 #endif
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
347         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
348          * protected by memcg_slab_mutex */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
351         int kmemcg_id;
352 #endif
353
354         int last_scanned_node;
355 #if MAX_NUMNODES > 1
356         nodemask_t      scan_nodes;
357         atomic_t        numainfo_events;
358         atomic_t        numainfo_updating;
359 #endif
360
361         /* List of events which userspace want to receive */
362         struct list_head event_list;
363         spinlock_t event_list_lock;
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
370 enum {
371         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
372 };
373
374 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
375 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
376 {
377         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
378 }
379
380 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
381 {
382         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384
385 #endif
386
387 /* Stuffs for move charges at task migration. */
388 /*
389  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
390  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
391  */
392 enum move_type {
393         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
394         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
395         NR_MOVE_TYPE,
396 };
397
398 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
399 static struct move_charge_struct {
400         spinlock_t        lock; /* for from, to */
401         struct mem_cgroup *from;
402         struct mem_cgroup *to;
403         unsigned long immigrate_flags;
404         unsigned long precharge;
405         unsigned long moved_charge;
406         unsigned long moved_swap;
407         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
408         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
409 } mc = {
410         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
411         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
412 };
413
414 static bool move_anon(void)
415 {
416         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
417 }
418
419 static bool move_file(void)
420 {
421         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
422 }
423
424 /*
425  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
426  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
427  */
428 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
429 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
430
431 enum charge_type {
432         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
433         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
434         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
435         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
436         NR_CHARGE_TYPE,
437 };
438
439 /* for encoding cft->private value on file */
440 enum res_type {
441         _MEM,
442         _MEMSWAP,
443         _OOM_TYPE,
444         _KMEM,
445 };
446
447 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
448 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
449 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
450 /* Used for OOM nofiier */
451 #define OOM_CONTROL             (0)
452
453 /*
454  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
455  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
456  * appearing has to hold it as well.
457  */
458 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
459
460 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
461 {
462         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
463 }
464
465 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
466 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
467 {
468         if (!memcg)
469                 memcg = root_mem_cgroup;
470         return &memcg->vmpressure;
471 }
472
473 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
474 {
475         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
476 }
477
478 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         return (memcg == root_mem_cgroup);
481 }
482
483 /*
484  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
485  * an unsigned short.
486  */
487 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
488
489 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
490 {
491         return memcg->css.id;
492 }
493
494 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
495 {
496         struct cgroup_subsys_state *css;
497
498         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
499         return mem_cgroup_from_css(css);
500 }
501
502 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
503 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
504
505 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
506 {
507         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
508                 struct mem_cgroup *memcg;
509                 struct cg_proto *cg_proto;
510
511                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
512
513                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
514                  * filled. It won't however, necessarily happen from
515                  * process context. So the test for root memcg given
516                  * the current task's memcg won't help us in this case.
517                  *
518                  * Respecting the original socket's memcg is a better
519                  * decision in this case.
520                  */
521                 if (sk->sk_cgrp) {
522                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
523                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
524                         return;
525                 }
526
527                 rcu_read_lock();
528                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
529                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
530                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
531                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
532                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
533                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
534                 }
535                 rcu_read_unlock();
536         }
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
539
540 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
541 {
542         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
543                 struct mem_cgroup *memcg;
544                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
545                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
546                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
547         }
548 }
549
550 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
553                 return NULL;
554
555         return &memcg->tcp_mem;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
558
559 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
562                 return;
563         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
564 }
565 #else
566 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
567 {
568 }
569 #endif
570
571 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
572 /*
573  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
574  * The main reason for not using cgroup id for this:
575  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
576  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
577  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
578  *  200 entry array for that.
579  *
580  * The current size of the caches array is stored in
581  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
582  * increase it.
583  */
584 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
585 int memcg_limited_groups_array_size;
586
587 /*
588  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
589  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
590  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
591  * tunable, but that is strictly not necessary.
592  *
593  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
594  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
595  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
596  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
597  * increase ours as well if it increases.
598  */
599 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
600 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
601
602 /*
603  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
604  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
605  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
606  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
607  */
608 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
609 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
610
611 static void memcg_free_cache_id(int id);
612
613 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
614 {
615         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
616                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
617                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
618         }
619         /*
620          * This check can't live in kmem destruction function,
621          * since the charges will outlive the cgroup
622          */
623         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
624 }
625 #else
626 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
627 {
628 }
629 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
630
631 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         disarm_sock_keys(memcg);
634         disarm_kmem_keys(memcg);
635 }
636
637 static struct mem_cgroup_per_zone *
638 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
639 {
640         int nid = zone_to_nid(zone);
641         int zid = zone_idx(zone);
642
643         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
644 }
645
646 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648         return &memcg->css;
649 }
650
651 static struct mem_cgroup_per_zone *
652 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
653 {
654         int nid = page_to_nid(page);
655         int zid = page_zonenum(page);
656
657         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
661 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
662 {
663         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
664 }
665
666 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
667 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
668 {
669         int nid = page_to_nid(page);
670         int zid = page_zonenum(page);
671
672         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
673 }
674
675 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
676                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
677                                          unsigned long new_usage_in_excess)
678 {
679         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
680         struct rb_node *parent = NULL;
681         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
682
683         if (mz->on_tree)
684                 return;
685
686         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
687         if (!mz->usage_in_excess)
688                 return;
689         while (*p) {
690                 parent = *p;
691                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
692                                         tree_node);
693                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
694                         p = &(*p)->rb_left;
695                 /*
696                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
697                  * limit by the same amount
698                  */
699                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
700                         p = &(*p)->rb_right;
701         }
702         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
703         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
704         mz->on_tree = true;
705 }
706
707 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
708                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
709 {
710         if (!mz->on_tree)
711                 return;
712         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
713         mz->on_tree = false;
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
718 {
719         unsigned long flags;
720
721         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
722         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
723         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
724 }
725
726 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
727 {
728         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
729         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
730         unsigned long excess = 0;
731
732         if (nr_pages > soft_limit)
733                 excess = nr_pages - soft_limit;
734
735         return excess;
736 }
737
738 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
739 {
740         unsigned long excess;
741         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
742         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
743
744         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
745         /*
746          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
747          * because their event counter is not touched.
748          */
749         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
750                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
751                 excess = soft_limit_excess(memcg);
752                 /*
753                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
754                  * mem is over its softlimit.
755                  */
756                 if (excess || mz->on_tree) {
757                         unsigned long flags;
758
759                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
760                         /* if on-tree, remove it */
761                         if (mz->on_tree)
762                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
763                         /*
764                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
765                          * If excess is 0, no tree ops.
766                          */
767                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
768                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
769                 }
770         }
771 }
772
773 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
774 {
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
777         int nid, zid;
778
779         for_each_node(nid) {
780                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
781                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
782                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
783                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
784                 }
785         }
786 }
787
788 static struct mem_cgroup_per_zone *
789 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
790 {
791         struct rb_node *rightmost = NULL;
792         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
793
794 retry:
795         mz = NULL;
796         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
797         if (!rightmost)
798                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
799
800         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
801         /*
802          * Remove the node now but someone else can add it back,
803          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
804          * position in the tree.
805          */
806         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
808             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
809                 goto retry;
810 done:
811         return mz;
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
818
819         spin_lock_irq(&mctz->lock);
820         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
821         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
822         return mz;
823 }
824
825 /*
826  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
827  *
828  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
829  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
830  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
831  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
832  *
833  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
834  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
835  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
836  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
837  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
838  *
839  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
840  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
841  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
842  * implemented.
843  */
844 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
845                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
846 {
847         long val = 0;
848         int cpu;
849
850         get_online_cpus();
851         for_each_online_cpu(cpu)
852                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
853 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
854         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
855         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
856         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
857 #endif
858         put_online_cpus();
859         return val;
860 }
861
862 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
863                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
864 {
865         unsigned long val = 0;
866         int cpu;
867
868         get_online_cpus();
869         for_each_online_cpu(cpu)
870                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
872         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
873         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
874         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
875 #endif
876         put_online_cpus();
877         return val;
878 }
879
880 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
881                                          struct page *page,
882                                          int nr_pages)
883 {
884         /*
885          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
886          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
887          */
888         if (PageAnon(page))
889                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
890                                 nr_pages);
891         else
892                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
893                                 nr_pages);
894
895         if (PageTransHuge(page))
896                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
897                                 nr_pages);
898
899         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
900         if (nr_pages > 0)
901                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
902         else {
903                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
904                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
905         }
906
907         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
908 }
909
910 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
911 {
912         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
913
914         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
915         return mz->lru_size[lru];
916 }
917
918 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
919                                                   int nid,
920                                                   unsigned int lru_mask)
921 {
922         unsigned long nr = 0;
923         int zid;
924
925         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
926
927         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
928                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929                 enum lru_list lru;
930
931                 for_each_lru(lru) {
932                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
933                                 continue;
934                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
935                         nr += mz->lru_size[lru];
936                 }
937         }
938         return nr;
939 }
940
941 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
942                         unsigned int lru_mask)
943 {
944         unsigned long nr = 0;
945         int nid;
946
947         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
948                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
949         return nr;
950 }
951
952 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
953                                        enum mem_cgroup_events_target target)
954 {
955         unsigned long val, next;
956
957         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
958         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
959         /* from time_after() in jiffies.h */
960         if ((long)next - (long)val < 0) {
961                 switch (target) {
962                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
963                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
964                         break;
965                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
966                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
967                         break;
968                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
969                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
970                         break;
971                 default:
972                         break;
973                 }
974                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
975                 return true;
976         }
977         return false;
978 }
979
980 /*
981  * Check events in order.
982  *
983  */
984 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
985 {
986         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
987         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
988                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
989                 bool do_softlimit;
990                 bool do_numainfo __maybe_unused;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994 #if MAX_NUMNODES > 1
995                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
996                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
997 #endif
998                 mem_cgroup_threshold(memcg);
999                 if (unlikely(do_softlimit))
1000                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1001 #if MAX_NUMNODES > 1
1002                 if (unlikely(do_numainfo))
1003                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1004 #endif
1005         }
1006 }
1007
1008 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1009 {
1010         /*
1011          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1012          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1013          * So this can be called with p == NULL.
1014          */
1015         if (unlikely(!p))
1016                 return NULL;
1017
1018         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1019 }
1020
1021 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1022 {
1023         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         do {
1027                 /*
1028                  * Page cache insertions can happen withou an
1029                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1030                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1031                  */
1032                 if (unlikely(!mm))
1033                         memcg = root_mem_cgroup;
1034                 else {
1035                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1036                         if (unlikely(!memcg))
1037                                 memcg = root_mem_cgroup;
1038                 }
1039         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1040         rcu_read_unlock();
1041         return memcg;
1042 }
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1046  * @root: hierarchy root
1047  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1048  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1049  *
1050  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1051  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1052  *
1053  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1054  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1055  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1056  *
1057  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1058  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1059  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1060  */
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1062                                    struct mem_cgroup *prev,
1063                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1064 {
1065         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1066         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1067         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1068         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1069
1070         if (mem_cgroup_disabled())
1071                 return NULL;
1072
1073         if (!root)
1074                 root = root_mem_cgroup;
1075
1076         if (prev && !reclaim)
1077                 pos = prev;
1078
1079         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1080                 if (prev)
1081                         goto out;
1082                 return root;
1083         }
1084
1085         rcu_read_lock();
1086
1087         if (reclaim) {
1088                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1089
1090                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1091                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1092
1093                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1094                         goto out_unlock;
1095
1096                 do {
1097                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1098                         /*
1099                          * A racing update may change the position and
1100                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1101                          * or retry to see the updated position.
1102                          */
1103                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1104         }
1105
1106         if (pos)
1107                 css = &pos->css;
1108
1109         for (;;) {
1110                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1111                 if (!css) {
1112                         /*
1113                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1114                          * new one might jump in right at the end of
1115                          * the hierarchy - make sure they see at least
1116                          * one group and restart from the beginning.
1117                          */
1118                         if (!prev)
1119                                 continue;
1120                         break;
1121                 }
1122
1123                 /*
1124                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1125                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1126                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1127                  */
1128                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1129
1130                 if (css == &root->css)
1131                         break;
1132
1133                 if (css_tryget(css)) {
1134                         /*
1135                          * Make sure the memcg is initialized:
1136                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1137                          * initialization against setting the flag.
1138                          */
1139                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1140                                 break;
1141
1142                         css_put(css);
1143                 }
1144
1145                 memcg = NULL;
1146         }
1147
1148         if (reclaim) {
1149                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1150                         if (memcg)
1151                                 css_get(&memcg->css);
1152                         if (pos)
1153                                 css_put(&pos->css);
1154                 }
1155
1156                 /*
1157                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1158                  * above.
1159                  */
1160                 if (pos)
1161                         css_put(&pos->css);
1162
1163                 if (!memcg)
1164                         iter->generation++;
1165                 else if (!prev)
1166                         reclaim->generation = iter->generation;
1167         }
1168
1169 out_unlock:
1170         rcu_read_unlock();
1171 out:
1172         if (prev && prev != root)
1173                 css_put(&prev->css);
1174
1175         return memcg;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1180  * @root: hierarchy root
1181  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1182  */
1183 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1184                            struct mem_cgroup *prev)
1185 {
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188         if (prev && prev != root)
1189                 css_put(&prev->css);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1194  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1195  * be used for reference counting.
1196  */
1197 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1198         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1199              iter != NULL;                              \
1200              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1201
1202 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1203         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1204              iter != NULL;                              \
1205              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1206
1207 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1208 {
1209         struct mem_cgroup *memcg;
1210
1211         rcu_read_lock();
1212         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1213         if (unlikely(!memcg))
1214                 goto out;
1215
1216         switch (idx) {
1217         case PGFAULT:
1218                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1219                 break;
1220         case PGMAJFAULT:
1221                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1222                 break;
1223         default:
1224                 BUG();
1225         }
1226 out:
1227         rcu_read_unlock();
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1230
1231 /**
1232  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1233  * @zone: zone of the wanted lruvec
1234  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1235  *
1236  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1237  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1238  * is disabled.
1239  */
1240 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1241                                       struct mem_cgroup *memcg)
1242 {
1243         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1244         struct lruvec *lruvec;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled()) {
1247                 lruvec = &zone->lruvec;
1248                 goto out;
1249         }
1250
1251         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1252         lruvec = &mz->lruvec;
1253 out:
1254         /*
1255          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1256          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1257          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1258          */
1259         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1260                 lruvec->zone = zone;
1261         return lruvec;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1266  * @page: the page
1267  * @zone: zone of the page
1268  *
1269  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1270  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1271  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1272  */
1273 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1274 {
1275         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1276         struct mem_cgroup *memcg;
1277         struct lruvec *lruvec;
1278
1279         if (mem_cgroup_disabled()) {
1280                 lruvec = &zone->lruvec;
1281                 goto out;
1282         }
1283
1284         memcg = page->mem_cgroup;
1285         /*
1286          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1287          * possibly migrated - before they are charged.
1288          */
1289         if (!memcg)
1290                 memcg = root_mem_cgroup;
1291
1292         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1293         lruvec = &mz->lruvec;
1294 out:
1295         /*
1296          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1297          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1298          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1299          */
1300         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1301                 lruvec->zone = zone;
1302         return lruvec;
1303 }
1304
1305 /**
1306  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1307  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1308  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1309  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1310  *
1311  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1312  * lru list.
1313  */
1314 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1315                                 int nr_pages)
1316 {
1317         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1318         unsigned long *lru_size;
1319
1320         if (mem_cgroup_disabled())
1321                 return;
1322
1323         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1324         lru_size = mz->lru_size + lru;
1325         *lru_size += nr_pages;
1326         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1327 }
1328
1329 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1330 {
1331         if (root == memcg)
1332                 return true;
1333         if (!root->use_hierarchy)
1334                 return false;
1335         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1336 }
1337
1338 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         struct mem_cgroup *task_memcg;
1341         struct task_struct *p;
1342         bool ret;
1343
1344         p = find_lock_task_mm(task);
1345         if (p) {
1346                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1347                 task_unlock(p);
1348         } else {
1349                 /*
1350                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1351                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1352                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1353                  */
1354                 rcu_read_lock();
1355                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1356                 css_get(&task_memcg->css);
1357                 rcu_read_unlock();
1358         }
1359         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1360         css_put(&task_memcg->css);
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1365 {
1366         unsigned long inactive_ratio;
1367         unsigned long inactive;
1368         unsigned long active;
1369         unsigned long gb;
1370
1371         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1372         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1373
1374         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1375         if (gb)
1376                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1377         else
1378                 inactive_ratio = 1;
1379
1380         return inactive * inactive_ratio < active;
1381 }
1382
1383 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1384         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1385
1386 /**
1387  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1388  * @memcg: the memory cgroup
1389  *
1390  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1391  * pages.
1392  */
1393 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1394 {
1395         unsigned long margin = 0;
1396         unsigned long count;
1397         unsigned long limit;
1398
1399         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1400         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1401         if (count < limit)
1402                 margin = limit - count;
1403
1404         if (do_swap_account) {
1405                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1406                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1407                 if (count <= limit)
1408                         margin = min(margin, limit - count);
1409         }
1410
1411         return margin;
1412 }
1413
1414 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1415 {
1416         /* root ? */
1417         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1418                 return vm_swappiness;
1419
1420         return memcg->swappiness;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1425  *
1426  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1427  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1428  * caused by "move".
1429  */
1430 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         struct mem_cgroup *from;
1433         struct mem_cgroup *to;
1434         bool ret = false;
1435         /*
1436          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1437          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1438          */
1439         spin_lock(&mc.lock);
1440         from = mc.from;
1441         to = mc.to;
1442         if (!from)
1443                 goto unlock;
1444
1445         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1446                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1447 unlock:
1448         spin_unlock(&mc.lock);
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1455                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1456                         DEFINE_WAIT(wait);
1457                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1458                         /* moving charge context might have finished. */
1459                         if (mc.moving_task)
1460                                 schedule();
1461                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1462                         return true;
1463                 }
1464         }
1465         return false;
1466 }
1467
1468 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1469 /**
1470  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1471  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1472  * @p: Task that is going to be killed
1473  *
1474  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1475  * enabled
1476  */
1477 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1478 {
1479         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1480         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1481         struct mem_cgroup *iter;
1482         unsigned int i;
1483
1484         if (!p)
1485                 return;
1486
1487         mutex_lock(&oom_info_lock);
1488         rcu_read_lock();
1489
1490         pr_info("Task in ");
1491         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1492         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1493         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1494         pr_info("\n");
1495
1496         rcu_read_unlock();
1497
1498         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1499                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1500                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1501         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1502                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1503                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1504         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1505                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1506                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1507
1508         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1509                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1510                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1511                 pr_cont(":");
1512
1513                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1514                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1515                                 continue;
1516                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1517                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1518                 }
1519
1520                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1521                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1522                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1523
1524                 pr_cont("\n");
1525         }
1526         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1531  * 1(self count) if no children.
1532  */
1533 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1534 {
1535         int num = 0;
1536         struct mem_cgroup *iter;
1537
1538         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1539                 num++;
1540         return num;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1545  */
1546 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         unsigned long limit;
1549
1550         limit = memcg->memory.limit;
1551         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1552                 unsigned long memsw_limit;
1553
1554                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1555                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1556         }
1557         return limit;
1558 }
1559
1560 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1561                                      int order)
1562 {
1563         struct mem_cgroup *iter;
1564         unsigned long chosen_points = 0;
1565         unsigned long totalpages;
1566         unsigned int points = 0;
1567         struct task_struct *chosen = NULL;
1568
1569         /*
1570          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1571          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1572          * quickly exit and free its memory.
1573          */
1574         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1575                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1576                 return;
1577         }
1578
1579         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1580         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1581         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1582                 struct css_task_iter it;
1583                 struct task_struct *task;
1584
1585                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1586                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1587                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1588                                                         false)) {
1589                         case OOM_SCAN_SELECT:
1590                                 if (chosen)
1591                                         put_task_struct(chosen);
1592                                 chosen = task;
1593                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1594                                 get_task_struct(chosen);
1595                                 /* fall through */
1596                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1597                                 continue;
1598                         case OOM_SCAN_ABORT:
1599                                 css_task_iter_end(&it);
1600                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1601                                 if (chosen)
1602                                         put_task_struct(chosen);
1603                                 return;
1604                         case OOM_SCAN_OK:
1605                                 break;
1606                         };
1607                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1608                         if (!points || points < chosen_points)
1609                                 continue;
1610                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1611                         if (points == chosen_points &&
1612                             thread_group_leader(chosen))
1613                                 continue;
1614
1615                         if (chosen)
1616                                 put_task_struct(chosen);
1617                         chosen = task;
1618                         chosen_points = points;
1619                         get_task_struct(chosen);
1620                 }
1621                 css_task_iter_end(&it);
1622         }
1623
1624         if (!chosen)
1625                 return;
1626         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1627         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1628                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1629 }
1630
1631 /**
1632  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1633  * @memcg: the target memcg
1634  * @nid: the node ID to be checked.
1635  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1636  *
1637  * This function returns whether the specified memcg contains any
1638  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1639  * pages in the node.
1640  */
1641 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1642                 int nid, bool noswap)
1643 {
1644         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1645                 return true;
1646         if (noswap || !total_swap_pages)
1647                 return false;
1648         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1649                 return true;
1650         return false;
1651
1652 }
1653 #if MAX_NUMNODES > 1
1654
1655 /*
1656  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1657  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1658  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1659  *
1660  */
1661 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1662 {
1663         int nid;
1664         /*
1665          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1666          * pagein/pageout changes since the last update.
1667          */
1668         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1669                 return;
1670         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1671                 return;
1672
1673         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1674         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1675
1676         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1677
1678                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1679                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1680         }
1681
1682         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1683         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1688  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1689  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1690  *
1691  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1692  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1693  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1694  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1695  *
1696  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1697  */
1698 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1699 {
1700         int node;
1701
1702         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1703         node = memcg->last_scanned_node;
1704
1705         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1706         if (node == MAX_NUMNODES)
1707                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1708         /*
1709          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1710          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1711          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1712          * we use curret node.
1713          */
1714         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1715                 node = numa_node_id();
1716
1717         memcg->last_scanned_node = node;
1718         return node;
1719 }
1720 #else
1721 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1722 {
1723         return 0;
1724 }
1725 #endif
1726
1727 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1728                                    struct zone *zone,
1729                                    gfp_t gfp_mask,
1730                                    unsigned long *total_scanned)
1731 {
1732         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1733         int total = 0;
1734         int loop = 0;
1735         unsigned long excess;
1736         unsigned long nr_scanned;
1737         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1738                 .zone = zone,
1739                 .priority = 0,
1740         };
1741
1742         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1743
1744         while (1) {
1745                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1746                 if (!victim) {
1747                         loop++;
1748                         if (loop >= 2) {
1749                                 /*
1750                                  * If we have not been able to reclaim
1751                                  * anything, it might because there are
1752                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1753                                  */
1754                                 if (!total)
1755                                         break;
1756                                 /*
1757                                  * We want to do more targeted reclaim.
1758                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1759                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1760                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1761                                  */
1762                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1763                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1764                                         break;
1765                         }
1766                         continue;
1767                 }
1768                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1769                                                      zone, &nr_scanned);
1770                 *total_scanned += nr_scanned;
1771                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1772                         break;
1773         }
1774         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1775         return total;
1776 }
1777
1778 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1779 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1780         .name = "memcg_oom_lock",
1781 };
1782 #endif
1783
1784 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1785
1786 /*
1787  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1788  * If someone is running, return false.
1789  */
1790 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1791 {
1792         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1793
1794         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1795
1796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1797                 if (iter->oom_lock) {
1798                         /*
1799                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1800                          * so we cannot give a lock.
1801                          */
1802                         failed = iter;
1803                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1804                         break;
1805                 } else
1806                         iter->oom_lock = true;
1807         }
1808
1809         if (failed) {
1810                 /*
1811                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1812                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1813                  */
1814                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1815                         if (iter == failed) {
1816                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1817                                 break;
1818                         }
1819                         iter->oom_lock = false;
1820                 }
1821         } else
1822                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1823
1824         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1825
1826         return !failed;
1827 }
1828
1829 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1830 {
1831         struct mem_cgroup *iter;
1832
1833         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1834         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1835         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1836                 iter->oom_lock = false;
1837         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1838 }
1839
1840 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         struct mem_cgroup *iter;
1843
1844         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1845                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1846 }
1847
1848 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1849 {
1850         struct mem_cgroup *iter;
1851
1852         /*
1853          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1854          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1855          * atomic_add_unless() here.
1856          */
1857         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1858                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1859 }
1860
1861 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1862
1863 struct oom_wait_info {
1864         struct mem_cgroup *memcg;
1865         wait_queue_t    wait;
1866 };
1867
1868 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1869         unsigned mode, int sync, void *arg)
1870 {
1871         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1872         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1873         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1874
1875         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1876         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1877
1878         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1879             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1880                 return 0;
1881         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1882 }
1883
1884 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1885 {
1886         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1887         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1888         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1889 }
1890
1891 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1892 {
1893         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1894                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1895 }
1896
1897 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1898 {
1899         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1900                 return;
1901         /*
1902          * We are in the middle of the charge context here, so we
1903          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1904          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1905          *
1906          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1907          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1908          * invocation might not even be necessary.
1909          *
1910          * That's why we don't do anything here except remember the
1911          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1912          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1913          * and when we know whether the fault was overall successful.
1914          */
1915         css_get(&memcg->css);
1916         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1917         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1918         current->memcg_oom.order = order;
1919 }
1920
1921 /**
1922  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1923  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1924  *
1925  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1926  * handler was enabled.
1927  *
1928  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1929  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1930  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1931  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1932  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1933  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1934  *
1935  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1936  * completed, %false otherwise.
1937  */
1938 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1939 {
1940         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1941         struct oom_wait_info owait;
1942         bool locked;
1943
1944         /* OOM is global, do not handle */
1945         if (!memcg)
1946                 return false;
1947
1948         if (!handle)
1949                 goto cleanup;
1950
1951         owait.memcg = memcg;
1952         owait.wait.flags = 0;
1953         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1954         owait.wait.private = current;
1955         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1956
1957         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1958         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1959
1960         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1961
1962         if (locked)
1963                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1964
1965         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1966                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1967                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1968                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1969                                          current->memcg_oom.order);
1970         } else {
1971                 schedule();
1972                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1973                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1974         }
1975
1976         if (locked) {
1977                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1978                 /*
1979                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1980                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1981                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1982                  */
1983                 memcg_oom_recover(memcg);
1984         }
1985 cleanup:
1986         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1987         css_put(&memcg->css);
1988         return true;
1989 }
1990
1991 /**
1992  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1993  * @page: page that is going to change accounted state
1994  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
1995  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
1996  *
1997  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1998  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1999  * being moved to another memcg:
2000  *
2001  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2002  *   if (TestClearPageState(page))
2003  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2004  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2005  *
2006  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2007  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2008  * because page moving starts with an RCU grace period.
2009  *
2010  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2011  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2012  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2013  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2014  * account transaction might be complete.
2015  */
2016 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2017                                               bool *locked,
2018                                               unsigned long *flags)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *memcg;
2021
2022         rcu_read_lock();
2023
2024         if (mem_cgroup_disabled())
2025                 return NULL;
2026 again:
2027         memcg = page->mem_cgroup;
2028         if (unlikely(!memcg))
2029                 return NULL;
2030
2031         *locked = false;
2032         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2033                 return memcg;
2034
2035         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
2036         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2037                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2038                 goto again;
2039         }
2040         *locked = true;
2041
2042         return memcg;
2043 }
2044
2045 /**
2046  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2047  * @memcg: the memcg that was accounted against
2048  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2049  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2050  */
2051 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool *locked,
2052                               unsigned long *flags)
2053 {
2054         if (memcg && *locked)
2055                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2056
2057         rcu_read_unlock();
2058 }
2059
2060 /**
2061  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2062  * @memcg: memcg to account against
2063  * @idx: page state item to account
2064  * @val: number of pages (positive or negative)
2065  *
2066  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2067  */
2068 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2069                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2070 {
2071         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2072
2073         if (memcg)
2074                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2079  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2080  */
2081 #define CHARGE_BATCH    32U
2082 struct memcg_stock_pcp {
2083         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2084         unsigned int nr_pages;
2085         struct work_struct work;
2086         unsigned long flags;
2087 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2088 };
2089 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2090 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2091
2092 /**
2093  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2094  * @memcg: memcg to consume from.
2095  * @nr_pages: how many pages to charge.
2096  *
2097  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2098  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2099  * service an allocation will refill the stock.
2100  *
2101  * returns true if successful, false otherwise.
2102  */
2103 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2104 {
2105         struct memcg_stock_pcp *stock;
2106         bool ret = false;
2107
2108         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2109                 return ret;
2110
2111         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2112         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2113                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2114                 ret = true;
2115         }
2116         put_cpu_var(memcg_stock);
2117         return ret;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2122  */
2123 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2124 {
2125         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2126
2127         if (stock->nr_pages) {
2128                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2129                 if (do_swap_account)
2130                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2131                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2132                 stock->nr_pages = 0;
2133         }
2134         stock->cached = NULL;
2135 }
2136
2137 /*
2138  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2139  * a thread which is pinned to local cpu.
2140  */
2141 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2142 {
2143         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2144         drain_stock(stock);
2145         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2146 }
2147
2148 static void __init memcg_stock_init(void)
2149 {
2150         int cpu;
2151
2152         for_each_possible_cpu(cpu) {
2153                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2154                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2155                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2156         }
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2161  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2162  */
2163 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2164 {
2165         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2166
2167         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2168                 drain_stock(stock);
2169                 stock->cached = memcg;
2170         }
2171         stock->nr_pages += nr_pages;
2172         put_cpu_var(memcg_stock);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2177  * of the hierarchy under it.
2178  */
2179 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2180 {
2181         int cpu, curcpu;
2182
2183         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2184         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2185                 return;
2186         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2187         get_online_cpus();
2188         curcpu = get_cpu();
2189         for_each_online_cpu(cpu) {
2190                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2191                 struct mem_cgroup *memcg;
2192
2193                 memcg = stock->cached;
2194                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2195                         continue;
2196                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2197                         continue;
2198                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2199                         if (cpu == curcpu)
2200                                 drain_local_stock(&stock->work);
2201                         else
2202                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2203                 }
2204         }
2205         put_cpu();
2206         put_online_cpus();
2207         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2212  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2213  */
2214 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2215 {
2216         int i;
2217
2218         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2219         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2220                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2221
2222                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2223                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2224         }
2225         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2226                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2227
2228                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2229                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2230         }
2231         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2232 }
2233
2234 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2235                                         unsigned long action,
2236                                         void *hcpu)
2237 {
2238         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2239         struct memcg_stock_pcp *stock;
2240         struct mem_cgroup *iter;
2241
2242         if (action == CPU_ONLINE)
2243                 return NOTIFY_OK;
2244
2245         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2246                 return NOTIFY_OK;
2247
2248         for_each_mem_cgroup(iter)
2249                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2250
2251         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2252         drain_stock(stock);
2253         return NOTIFY_OK;
2254 }
2255
2256 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2257                       unsigned int nr_pages)
2258 {
2259         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2260         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2261         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2262         struct page_counter *counter;
2263         unsigned long nr_reclaimed;
2264         bool may_swap = true;
2265         bool drained = false;
2266         int ret = 0;
2267
2268         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2269                 goto done;
2270 retry:
2271         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2272                 goto done;
2273
2274         if (!do_swap_account ||
2275             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2276                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2277                         goto done_restock;
2278                 if (do_swap_account)
2279                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2280                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2281         } else {
2282                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2283                 may_swap = false;
2284         }
2285
2286         if (batch > nr_pages) {
2287                 batch = nr_pages;
2288                 goto retry;
2289         }
2290
2291         /*
2292          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2293          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2294          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2295          * free their memory.
2296          */
2297         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2298                      fatal_signal_pending(current) ||
2299                      current->flags & PF_EXITING))
2300                 goto bypass;
2301
2302         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2303                 goto nomem;
2304
2305         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2306                 goto nomem;
2307
2308         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2309                                                     gfp_mask, may_swap);
2310
2311         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2312                 goto retry;
2313
2314         if (!drained) {
2315                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2316                 drained = true;
2317                 goto retry;
2318         }
2319
2320         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2321                 goto nomem;
2322         /*
2323          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2324          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2325          * before killing the task.
2326          *
2327          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2328          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2329          * to regular pages anyway in case of failure.
2330          */
2331         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2332                 goto retry;
2333         /*
2334          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2335          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2336          */
2337         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2338                 goto retry;
2339
2340         if (nr_retries--)
2341                 goto retry;
2342
2343         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2344                 goto bypass;
2345
2346         if (fatal_signal_pending(current))
2347                 goto bypass;
2348
2349         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2350 nomem:
2351         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2352                 return -ENOMEM;
2353 bypass:
2354         return -EINTR;
2355
2356 done_restock:
2357         css_get_many(&memcg->css, batch);
2358         if (batch > nr_pages)
2359                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2360 done:
2361         return ret;
2362 }
2363
2364 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2365 {
2366         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2367                 return;
2368
2369         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2370         if (do_swap_account)
2371                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2372
2373         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2374 }
2375
2376 /*
2377  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2378  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2379  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2380  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2381  */
2382 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2383 {
2384         /* ID 0 is unused ID */
2385         if (!id)
2386                 return NULL;
2387         return mem_cgroup_from_id(id);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2392  * @page: the page
2393  *
2394  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2395  *
2396  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2397  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2398  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2399  */
2400 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2401 {
2402         struct mem_cgroup *memcg;
2403         unsigned short id;
2404         swp_entry_t ent;
2405
2406         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2407
2408         memcg = page->mem_cgroup;
2409         if (memcg) {
2410                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2411                         memcg = NULL;
2412         } else if (PageSwapCache(page)) {
2413                 ent.val = page_private(page);
2414                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2415                 rcu_read_lock();
2416                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2417                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2418                         memcg = NULL;
2419                 rcu_read_unlock();
2420         }
2421         return memcg;
2422 }
2423
2424 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2425 {
2426         struct zone *zone = page_zone(page);
2427
2428         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2429         if (PageLRU(page)) {
2430                 struct lruvec *lruvec;
2431
2432                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2433                 ClearPageLRU(page);
2434                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2435                 *isolated = 1;
2436         } else
2437                 *isolated = 0;
2438 }
2439
2440 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2441 {
2442         struct zone *zone = page_zone(page);
2443
2444         if (isolated) {
2445                 struct lruvec *lruvec;
2446
2447                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2448                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2449                 SetPageLRU(page);
2450                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2451         }
2452         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2453 }
2454
2455 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2456                           bool lrucare)
2457 {
2458         int isolated;
2459
2460         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2461
2462         /*
2463          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2464          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2465          */
2466         if (lrucare)
2467                 lock_page_lru(page, &isolated);
2468
2469         /*
2470          * Nobody should be changing or seriously looking at
2471          * page->mem_cgroup at this point:
2472          *
2473          * - the page is uncharged
2474          *
2475          * - the page is off-LRU
2476          *
2477          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2478          *   a locked page table
2479          *
2480          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2481          *   have the page locked
2482          */
2483         page->mem_cgroup = memcg;
2484
2485         if (lrucare)
2486                 unlock_page_lru(page, isolated);
2487 }
2488
2489 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2490 /*
2491  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2492  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2493  */
2494 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2495
2496 /*
2497  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2498  * in the memcg_cache_params struct.
2499  */
2500 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2501 {
2502         struct kmem_cache *cachep;
2503
2504         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2505         cachep = p->root_cache;
2506         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2507 }
2508
2509 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2510                              unsigned long nr_pages)
2511 {
2512         struct page_counter *counter;
2513         int ret = 0;
2514
2515         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2516         if (ret < 0)
2517                 return ret;
2518
2519         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2520         if (ret == -EINTR)  {
2521                 /*
2522                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2523                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2524                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2525                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2526                  * perspective, the cache has already been selected, by
2527                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2528                  * our minds.
2529                  *
2530                  * This condition will only trigger if the task entered
2531                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2532                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2533                  * when the allocation triggers should have been already
2534                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2535                  */
2536                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2537                 if (do_swap_account)
2538                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2539                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2540                 ret = 0;
2541         } else if (ret)
2542                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2543
2544         return ret;
2545 }
2546
2547 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2548                                 unsigned long nr_pages)
2549 {
2550         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2551         if (do_swap_account)
2552                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2553
2554         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2555
2556         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2561  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2562  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2563  */
2564 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2565 {
2566         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2567 }
2568
2569 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2570 {
2571         int id, size;
2572         int err;
2573
2574         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2575                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2576         if (id < 0)
2577                 return id;
2578
2579         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2580                 return id;
2581
2582         /*
2583          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2584          * so we have to grow them.
2585          */
2586
2587         size = 2 * (id + 1);
2588         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2589                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2590         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2591                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2592
2593         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2594         err = memcg_update_all_caches(size);
2595         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2596
2597         if (err) {
2598                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2599                 return err;
2600         }
2601         return id;
2602 }
2603
2604 static void memcg_free_cache_id(int id)
2605 {
2606         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2607 }
2608
2609 /*
2610  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2611  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2612  * calling this.
2613  */
2614 void memcg_update_array_size(int num)
2615 {
2616         memcg_limited_groups_array_size = num;
2617 }
2618
2619 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2620                                  struct kmem_cache *root_cache)
2621 {
2622         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2623                                                      memcg_slab_mutex */
2624         struct kmem_cache *cachep;
2625         int id;
2626
2627         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2628
2629         id = memcg_cache_id(memcg);
2630
2631         /*
2632          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2633          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2634          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2635          */
2636         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2637                 return;
2638
2639         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2640         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2641         /*
2642          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2643          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2644          * cache.
2645          */
2646         if (!cachep)
2647                 return;
2648
2649         css_get(&memcg->css);
2650         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2651
2652         /*
2653          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2654          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2655          * initialized.
2656          */
2657         smp_wmb();
2658
2659         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2660         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2661 }
2662
2663 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2664 {
2665         struct kmem_cache *root_cache;
2666         struct mem_cgroup *memcg;
2667         int id;
2668
2669         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2670
2671         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2672
2673         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2674         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2675         id = memcg_cache_id(memcg);
2676
2677         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2678         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2679
2680         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2681
2682         kmem_cache_destroy(cachep);
2683
2684         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2685         css_put(&memcg->css);
2686 }
2687
2688 /*
2689  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2690  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2691  * enqueing new caches to be created.
2692  *
2693  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2694  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2695  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2696  * objects during debug.
2697  *
2698  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2699  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2700  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2701  * cache again, failing at the same point.
2702  *
2703  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2704  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2705  * inside the following two functions.
2706  */
2707 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2708 {
2709         VM_BUG_ON(!current->mm);
2710         current->memcg_kmem_skip_account++;
2711 }
2712
2713 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2714 {
2715         VM_BUG_ON(!current->mm);
2716         current->memcg_kmem_skip_account--;
2717 }
2718
2719 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2720 {
2721         struct kmem_cache *c;
2722         int i, failed = 0;
2723
2724         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2725         for_each_memcg_cache_index(i) {
2726                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2727                 if (!c)
2728                         continue;
2729
2730                 memcg_unregister_cache(c);
2731
2732                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2733                         failed++;
2734         }
2735         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2736         return failed;
2737 }
2738
2739 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2740 {
2741         struct kmem_cache *cachep;
2742         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2743
2744         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2745                 return;
2746
2747         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2748         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2749                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2750                 kmem_cache_shrink(cachep);
2751                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2752                         memcg_unregister_cache(cachep);
2753         }
2754         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2755 }
2756
2757 struct memcg_register_cache_work {
2758         struct mem_cgroup *memcg;
2759         struct kmem_cache *cachep;
2760         struct work_struct work;
2761 };
2762
2763 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2764 {
2765         struct memcg_register_cache_work *cw =
2766                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2767         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2768         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2769
2770         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2771         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2772         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2773
2774         css_put(&memcg->css);
2775         kfree(cw);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2780  */
2781 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2782                                             struct kmem_cache *cachep)
2783 {
2784         struct memcg_register_cache_work *cw;
2785
2786         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2787         if (cw == NULL) {
2788                 css_put(&memcg->css);
2789                 return;
2790         }
2791
2792         cw->memcg = memcg;
2793         cw->cachep = cachep;
2794
2795         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
2796         schedule_work(&cw->work);
2797 }
2798
2799 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2800                                           struct kmem_cache *cachep)
2801 {
2802         /*
2803          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2804          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2805          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
2806          *
2807          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2808          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2809          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2810          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2811          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2812          */
2813         memcg_stop_kmem_account();
2814         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2815         memcg_resume_kmem_account();
2816 }
2817
2818 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
2819 {
2820         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2821         int res;
2822
2823         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
2824         if (!res)
2825                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2826         return res;
2827 }
2828
2829 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
2830 {
2831         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2832
2833         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
2834         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2839  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2840  *
2841  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2842  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2843  * in a workqueue.
2844  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2845  * the original cache.
2846  *
2847  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2848  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2849  */
2850 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
2851                                           gfp_t gfp)
2852 {
2853         struct mem_cgroup *memcg;
2854         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2855
2856         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
2857         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
2858
2859         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
2860                 return cachep;
2861
2862         rcu_read_lock();
2863         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
2864
2865         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2866                 goto out;
2867
2868         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
2869         if (likely(memcg_cachep)) {
2870                 cachep = memcg_cachep;
2871                 goto out;
2872         }
2873
2874         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
2875         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2876                 goto out;
2877         rcu_read_unlock();
2878
2879         /*
2880          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2881          * context), we could be be predictable and return right away.
2882          * This would guarantee that the allocation being performed
2883          * already belongs in the new cache.
2884          *
2885          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2886          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2887          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2888          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2889          * defer everything.
2890          */
2891         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2892         return cachep;
2893 out:
2894         rcu_read_unlock();
2895         return cachep;
2896 }
2897
2898 /*
2899  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2900  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2901  * need a further commit step to do the final arrangements.
2902  *
2903  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2904  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2905  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2906  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2907  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2908  * the compiled-out case as well.
2909  *
2910  * Returning true means the allocation is possible.
2911  */
2912 bool
2913 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2914 {
2915         struct mem_cgroup *memcg;
2916         int ret;
2917
2918         *_memcg = NULL;
2919
2920         /*
2921          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
2922          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
2923          * check here, since direct calls to the page allocator that are
2924          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
2925          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
2926          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
2927          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
2928          * altogether.
2929          *
2930          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
2931          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
2932          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
2933          * the SLUB allocator:
2934          *
2935          *      memcg_stop_kmem_account();
2936          *      kmalloc(<large_number>)
2937          *      memcg_resume_kmem_account();
2938          *
2939          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
2940          * since it will drive us directly to this function without passing
2941          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
2942          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
2943          * cache arrays. We bring this test here.
2944          */
2945         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
2946                 return true;
2947
2948         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2949
2950         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2951                 css_put(&memcg->css);
2952                 return true;
2953         }
2954
2955         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2956         if (!ret)
2957                 *_memcg = memcg;
2958
2959         css_put(&memcg->css);
2960         return (ret == 0);
2961 }
2962
2963 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2964                               int order)
2965 {
2966         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2967
2968         /* The page allocation failed. Revert */
2969         if (!page) {
2970                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2971                 return;
2972         }
2973         page->mem_cgroup = memcg;
2974 }
2975
2976 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2979
2980         if (!memcg)
2981                 return;
2982
2983         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2984
2985         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2986         page->mem_cgroup = NULL;
2987 }
2988 #else
2989 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2990 {
2991 }
2992 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2993
2994 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2995
2996 /*
2997  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2998  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2999  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3000  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3001  */
3002 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3003 {
3004         int i;
3005
3006         if (mem_cgroup_disabled())
3007                 return;
3008
3009         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3010                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3011
3012         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3013                        HPAGE_PMD_NR);
3014 }
3015 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3016
3017 /**
3018  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3019  * @page: the page
3020  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3021  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3022  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3023  *
3024  * The caller must confirm following.
3025  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3026  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3027  *
3028  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3029  * from old cgroup.
3030  */
3031 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3032                                    unsigned int nr_pages,
3033                                    struct mem_cgroup *from,
3034                                    struct mem_cgroup *to)
3035 {
3036         unsigned long flags;
3037         int ret;
3038
3039         VM_BUG_ON(from == to);
3040         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3041         /*
3042          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3043          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3044          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3045          * hold it.
3046          */
3047         ret = -EBUSY;
3048         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3049                 goto out;
3050
3051         /*
3052          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
3053          * of its source page while we change it: page migration takes
3054          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3055          */
3056         if (!trylock_page(page))
3057                 goto out;
3058
3059         ret = -EINVAL;
3060         if (page->mem_cgroup != from)
3061                 goto out_unlock;
3062
3063         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
3064
3065         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3066                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3067                                nr_pages);
3068                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3069                                nr_pages);
3070         }
3071
3072         if (PageWriteback(page)) {
3073                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3074                                nr_pages);
3075                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3076                                nr_pages);
3077         }
3078
3079         /*
3080          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
3081          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3082          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3083          */
3084
3085         /* caller should have done css_get */
3086         page->mem_cgroup = to;
3087         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
3088
3089         ret = 0;
3090
3091         local_irq_disable();
3092         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3093         memcg_check_events(to, page);
3094         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3095         memcg_check_events(from, page);
3096         local_irq_enable();
3097 out_unlock:
3098         unlock_page(page);
3099 out:
3100         return ret;
3101 }
3102
3103 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3104 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3105                                          bool charge)
3106 {
3107         int val = (charge) ? 1 : -1;
3108         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3109 }
3110
3111 /**
3112  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3113  * @entry: swap entry to be moved
3114  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3115  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3116  *
3117  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3118  * as the mem_cgroup's id of @from.
3119  *
3120  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3121  *
3122  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3123  * both res and memsw, and called css_get().
3124  */
3125 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3126                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3127 {
3128         unsigned short old_id, new_id;
3129
3130         old_id = mem_cgroup_id(from);
3131         new_id = mem_cgroup_id(to);
3132
3133         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3134                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3135                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3136                 /*
3137                  * This function is only called from task migration context now.
3138                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3139                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3140                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3141                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3142                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3143                  *
3144                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3145                  * alive, so we can just call css_get().
3146                  */
3147                 css_get(&to->css);
3148                 return 0;
3149         }
3150         return -EINVAL;
3151 }
3152 #else
3153 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3154                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3155 {
3156         return -EINVAL;
3157 }
3158 #endif
3159
3160 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3161 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3162 {
3163         if (mem_cgroup_disabled())
3164                 return false;
3165
3166         return page->mem_cgroup != NULL;
3167 }
3168
3169 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3170 {
3171         pr_alert("page->mem_cgroup:%p\n", page->mem_cgroup);
3172 }
3173 #endif
3174
3175 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3176
3177 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3178                                    unsigned long limit)
3179 {
3180         unsigned long curusage;
3181         unsigned long oldusage;
3182         bool enlarge = false;
3183         int retry_count;
3184         int ret;
3185
3186         /*
3187          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3188          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3189          * of # of children which we should visit in this loop.
3190          */
3191         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3192                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3193
3194         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3195
3196         do {
3197                 if (signal_pending(current)) {
3198                         ret = -EINTR;
3199                         break;
3200                 }
3201
3202                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3203                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3204                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3205                         ret = -EINVAL;
3206                         break;
3207                 }
3208                 if (limit > memcg->memory.limit)
3209                         enlarge = true;
3210                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3211                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3212
3213                 if (!ret)
3214                         break;
3215
3216                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3217
3218                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3219                 /* Usage is reduced ? */
3220                 if (curusage >= oldusage)
3221                         retry_count--;
3222                 else
3223                         oldusage = curusage;
3224         } while (retry_count);
3225
3226         if (!ret && enlarge)
3227                 memcg_oom_recover(memcg);
3228
3229         return ret;
3230 }
3231
3232 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3233                                          unsigned long limit)
3234 {
3235         unsigned long curusage;
3236         unsigned long oldusage;
3237         bool enlarge = false;
3238         int retry_count;
3239         int ret;
3240
3241         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3242         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3243                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3244
3245         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3246
3247         do {
3248                 if (signal_pending(current)) {
3249                         ret = -EINTR;
3250                         break;
3251                 }
3252
3253                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3254                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3255                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3256                         ret = -EINVAL;
3257                         break;
3258                 }
3259                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3260                         enlarge = true;
3261                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3262                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3263
3264                 if (!ret)
3265                         break;
3266
3267                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3268
3269                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3270                 /* Usage is reduced ? */
3271                 if (curusage >= oldusage)
3272                         retry_count--;
3273                 else
3274                         oldusage = curusage;
3275         } while (retry_count);
3276
3277         if (!ret && enlarge)
3278                 memcg_oom_recover(memcg);
3279
3280         return ret;
3281 }
3282
3283 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3284                                             gfp_t gfp_mask,
3285                                             unsigned long *total_scanned)
3286 {
3287         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3288         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3289         unsigned long reclaimed;
3290         int loop = 0;
3291         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3292         unsigned long excess;
3293         unsigned long nr_scanned;
3294
3295         if (order > 0)
3296                 return 0;
3297
3298         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3299         /*
3300          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3301          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3302          * pressure
3303          */
3304         do {
3305                 if (next_mz)
3306                         mz = next_mz;
3307                 else
3308                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3309                 if (!mz)
3310                         break;
3311
3312                 nr_scanned = 0;
3313                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3314                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3315                 nr_reclaimed += reclaimed;
3316                 *total_scanned += nr_scanned;
3317                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3318                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3319
3320                 /*
3321                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3322                  * it is time to move on to the next cgroup
3323                  */
3324                 next_mz = NULL;
3325                 if (!reclaimed)
3326                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3327
3328                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3329                 /*
3330                  * One school of thought says that we should not add
3331                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3332                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3333                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3334                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3335                  * term TODO.
3336                  */
3337                 /* If excess == 0, no tree ops */
3338                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3339                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3340                 css_put(&mz->memcg->css);
3341                 loop++;
3342                 /*
3343                  * Could not reclaim anything and there are no more
3344                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3345                  * reclaiming anything.
3346                  */
3347                 if (!nr_reclaimed &&
3348                         (next_mz == NULL ||
3349                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3350                         break;
3351         } while (!nr_reclaimed);
3352         if (next_mz)
3353                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3354         return nr_reclaimed;
3355 }
3356
3357 /*
3358  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3359  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3360  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3361  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3362  */
3363 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3364 {
3365         bool ret;
3366
3367         /*
3368          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3369          * it prevents a new child from being initialized based on this
3370          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3371          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3372          */
3373         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3374
3375         rcu_read_lock();
3376         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3377         rcu_read_unlock();
3378         return ret;
3379 }
3380
3381 /*
3382  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3383  * the rest to the parent.
3384  *
3385  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3386  */
3387 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3388 {
3389         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3390
3391         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3392         lru_add_drain_all();
3393         /* try to free all pages in this cgroup */
3394         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3395                 int progress;
3396
3397                 if (signal_pending(current))
3398                         return -EINTR;
3399
3400                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3401                                                         GFP_KERNEL, true);
3402                 if (!progress) {
3403                         nr_retries--;
3404                         /* maybe some writeback is necessary */
3405                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3406                 }
3407
3408         }
3409
3410         return 0;
3411 }
3412
3413 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3414                                             char *buf, size_t nbytes,
3415                                             loff_t off)
3416 {
3417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3418
3419         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3420                 return -EINVAL;
3421         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3422 }
3423
3424 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3425                                      struct cftype *cft)
3426 {
3427         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3428 }
3429
3430 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3431                                       struct cftype *cft, u64 val)
3432 {
3433         int retval = 0;
3434         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3435         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3436
3437         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3438
3439         if (memcg->use_hierarchy == val)
3440                 goto out;
3441
3442         /*
3443          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3444          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3445          * occur, provided the current cgroup has no children.
3446          *
3447          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3448          * set if there are no children.
3449          */
3450         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3451                                 (val == 1 || val == 0)) {
3452                 if (!memcg_has_children(memcg))
3453                         memcg->use_hierarchy = val;
3454                 else
3455                         retval = -EBUSY;
3456         } else
3457                 retval = -EINVAL;
3458
3459 out:
3460         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3461
3462         return retval;
3463 }
3464
3465 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3466                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3467 {
3468         struct mem_cgroup *iter;
3469         long val = 0;
3470
3471         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3472         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3473                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3474
3475         if (val < 0) /* race ? */
3476                 val = 0;
3477         return val;
3478 }
3479
3480 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3481 {
3482         u64 val;
3483
3484         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3485                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3486                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3487                 if (swap)
3488                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3489         } else {
3490                 if (!swap)
3491                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3492                 else
3493                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3494         }
3495         return val << PAGE_SHIFT;
3496 }
3497
3498 enum {
3499         RES_USAGE,
3500         RES_LIMIT,
3501         RES_MAX_USAGE,
3502         RES_FAILCNT,
3503         RES_SOFT_LIMIT,
3504 };
3505
3506 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3507                                struct cftype *cft)
3508 {
3509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3510         struct page_counter *counter;
3511
3512         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3513         case _MEM:
3514                 counter = &memcg->memory;
3515                 break;
3516         case _MEMSWAP:
3517                 counter = &memcg->memsw;
3518                 break;
3519         case _KMEM:
3520                 counter = &memcg->kmem;
3521                 break;
3522         default:
3523                 BUG();
3524         }
3525
3526         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3527         case RES_USAGE:
3528                 if (counter == &memcg->memory)
3529                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3530                 if (counter == &memcg->memsw)
3531                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3532                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3533         case RES_LIMIT:
3534                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3535         case RES_MAX_USAGE:
3536                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3537         case RES_FAILCNT:
3538                 return counter->failcnt;
3539         case RES_SOFT_LIMIT:
3540                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3541         default:
3542                 BUG();
3543         }
3544 }
3545
3546 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3547 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3548                                unsigned long nr_pages)
3549 {
3550         int err = 0;
3551         int memcg_id;
3552
3553         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3554                 return 0;
3555
3556         /*
3557          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
3558          * cgroups so let's stop accounting here.
3559          */
3560         memcg_stop_kmem_account();
3561
3562         /*
3563          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3564          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3565          * already joined.
3566          *
3567          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3568          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3569          * place, which makes the value quite meaningless.
3570          *
3571          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3572          * of course permitted.
3573          */
3574         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3575         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3576             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3577                 err = -EBUSY;
3578         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3579         if (err)
3580                 goto out;
3581
3582         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3583         if (memcg_id < 0) {
3584                 err = memcg_id;
3585                 goto out;
3586         }
3587
3588         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3589         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3590
3591         /*
3592          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
3593          * active bit set yet, so this should succeed.
3594          */
3595         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3596         VM_BUG_ON(err);
3597
3598         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3599         /*
3600          * Setting the active bit after enabling static branching will
3601          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3602          * patched.
3603          */
3604         memcg_kmem_set_active(memcg);
3605 out:
3606         memcg_resume_kmem_account();
3607         return err;
3608 }
3609
3610 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3611                                    unsigned long limit)
3612 {
3613         int ret;
3614
3615         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3616         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3617                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3618         else
3619                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3620         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3621         return ret;
3622 }
3623
3624 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3625 {
3626         int ret = 0;
3627         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3628
3629         if (!parent)
3630                 return 0;
3631
3632         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3633         /*
3634          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3635          * after this point, because it has at least one child already.
3636          */
3637         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3638                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3639         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3640         return ret;
3641 }
3642 #else
3643 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3644                                    unsigned long limit)
3645 {
3646         return -EINVAL;
3647 }
3648 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3649
3650 /*
3651  * The user of this function is...
3652  * RES_LIMIT.
3653  */
3654 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3655                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3656 {
3657         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3658         unsigned long nr_pages;
3659         int ret;
3660
3661         buf = strstrip(buf);
3662         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3663         if (ret)
3664                 return ret;
3665
3666         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3667         case RES_LIMIT:
3668                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3669                         ret = -EINVAL;
3670                         break;
3671                 }
3672                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3673                 case _MEM:
3674                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3675                         break;
3676                 case _MEMSWAP:
3677                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3678                         break;
3679                 case _KMEM:
3680                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3681                         break;
3682                 }
3683                 break;
3684         case RES_SOFT_LIMIT:
3685                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3686                 ret = 0;
3687                 break;
3688         }
3689         return ret ?: nbytes;
3690 }
3691
3692 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3693                                 size_t nbytes, loff_t off)
3694 {
3695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3696         struct page_counter *counter;
3697
3698         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3699         case _MEM:
3700                 counter = &memcg->memory;
3701                 break;
3702         case _MEMSWAP:
3703                 counter = &memcg->memsw;
3704                 break;
3705         case _KMEM:
3706                 counter = &memcg->kmem;
3707                 break;
3708         default:
3709                 BUG();
3710         }
3711
3712         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3713         case RES_MAX_USAGE:
3714                 page_counter_reset_watermark(counter);
3715                 break;
3716         case RES_FAILCNT:
3717                 counter->failcnt = 0;
3718                 break;
3719         default:
3720                 BUG();
3721         }
3722
3723         return nbytes;
3724 }
3725
3726 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3727                                         struct cftype *cft)
3728 {
3729         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3730 }
3731
3732 #ifdef CONFIG_MMU
3733 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3734                                         struct cftype *cft, u64 val)
3735 {
3736         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3737
3738         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3739                 return -EINVAL;
3740
3741         /*
3742          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3743          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3744          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3745          * affect task migrations starting after the change.
3746          */
3747         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3748         return 0;
3749 }
3750 #else
3751 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3752                                         struct cftype *cft, u64 val)
3753 {
3754         return -ENOSYS;
3755 }
3756 #endif
3757
3758 #ifdef CONFIG_NUMA
3759 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3760 {
3761         struct numa_stat {
3762                 const char *name;
3763                 unsigned int lru_mask;
3764         };
3765
3766         static const struct numa_stat stats[] = {
3767                 { "total", LRU_ALL },
3768                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3769                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3770                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3771         };
3772         const struct numa_stat *stat;
3773         int nid;
3774         unsigned long nr;
3775         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3776
3777         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3778                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3779                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3780                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3781                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3782                                                           stat->lru_mask);
3783                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3784                 }
3785                 seq_putc(m, '\n');
3786         }
3787
3788         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3789                 struct mem_cgroup *iter;
3790
3791                 nr = 0;
3792                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3793                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3794                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3795                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3796                         nr = 0;
3797                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3798                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3799                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3800                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3801                 }
3802                 seq_putc(m, '\n');
3803         }
3804
3805         return 0;
3806 }
3807 #endif /* CONFIG_NUMA */
3808
3809 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
3810 {
3811         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3812 }
3813
3814 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3815 {
3816         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3817         unsigned long memory, memsw;
3818         struct mem_cgroup *mi;
3819         unsigned int i;
3820
3821         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3822                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3823                         continue;
3824                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3825                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3826         }
3827
3828         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3829                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3830                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3831
3832         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3833                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3834                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3835
3836         /* Hierarchical information */
3837         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3838         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3839                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3840                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3841         }
3842         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3843                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3844         if (do_swap_account)
3845                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3846                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3847
3848         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3849                 long long val = 0;
3850
3851                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3852                         continue;
3853                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3854                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3855                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3856         }
3857
3858         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3859                 unsigned long long val = 0;
3860
3861                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3862                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3863                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3864                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3865         }
3866
3867         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3868                 unsigned long long val = 0;
3869
3870                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3871                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3872                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3873         }
3874
3875 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3876         {
3877                 int nid, zid;
3878                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3879                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3880                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3881                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3882
3883                 for_each_online_node(nid)
3884                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3885                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3886                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3887
3888                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3889                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3890                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3891                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3892                         }
3893                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3894                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3895                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3896                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3897         }
3898 #endif
3899
3900         return 0;
3901 }
3902
3903 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3904                                       struct cftype *cft)
3905 {
3906         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3907
3908         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3909 }
3910
3911 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3912                                        struct cftype *cft, u64 val)
3913 {
3914         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3915
3916         if (val > 100)
3917                 return -EINVAL;
3918
3919         if (css->parent)
3920                 memcg->swappiness = val;
3921         else
3922                 vm_swappiness = val;
3923
3924         return 0;
3925 }
3926
3927 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3928 {
3929         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3930         unsigned long usage;
3931         int i;
3932
3933         rcu_read_lock();
3934         if (!swap)
3935                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3936         else
3937                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3938
3939         if (!t)
3940                 goto unlock;
3941
3942         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3943
3944         /*
3945          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3946          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3947          * call of __mem_cgroup_threshold().
3948          */
3949         i = t->current_threshold;
3950
3951         /*
3952          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3953          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3954          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3955          * only one element of the array here.
3956          */
3957         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3958                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3959
3960         /* i = current_threshold + 1 */
3961         i++;
3962
3963         /*
3964          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3965          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3966          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3967          * only one element of the array here.
3968          */
3969         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3970                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3971
3972         /* Update current_threshold */
3973         t->current_threshold = i - 1;
3974 unlock:
3975         rcu_read_unlock();
3976 }
3977
3978 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3979 {
3980         while (memcg) {
3981                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3982                 if (do_swap_account)
3983                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3984
3985                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3986         }
3987 }
3988
3989 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3990 {
3991         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3992         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3993
3994         if (_a->threshold > _b->threshold)
3995                 return 1;
3996
3997         if (_a->threshold < _b->threshold)
3998                 return -1;
3999
4000         return 0;
4001 }
4002
4003 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4004 {
4005         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4006
4007         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4008
4009         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4010                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4011
4012         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4013         return 0;
4014 }
4015
4016 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4017 {
4018         struct mem_cgroup *iter;
4019
4020         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4021                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4022 }
4023
4024 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4025         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4026 {
4027         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4028         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4029         unsigned long threshold;
4030         unsigned long usage;
4031         int i, size, ret;
4032
4033         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4034         if (ret)
4035                 return ret;
4036
4037         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4038
4039         if (type == _MEM) {
4040                 thresholds = &memcg->thresholds;
4041                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4042         } else if (type == _MEMSWAP) {
4043                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4044                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4045         } else
4046                 BUG();
4047
4048         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4049         if (thresholds->primary)
4050                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4051
4052         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4053
4054         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4055         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4056                         GFP_KERNEL);
4057         if (!new) {
4058                 ret = -ENOMEM;
4059                 goto unlock;
4060         }
4061         new->size = size;
4062
4063         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4064         if (thresholds->primary) {
4065                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4066                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4067         }
4068
4069         /* Add new threshold */
4070         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4071         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4072
4073         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4074         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4075                         compare_thresholds, NULL);
4076
4077         /* Find current threshold */
4078         new->current_threshold = -1;
4079         for (i = 0; i < size; i++) {
4080                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4081                         /*
4082                          * new->current_threshold will not be used until
4083                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4084                          * it here.
4085                          */
4086                         ++new->current_threshold;
4087                 } else
4088                         break;
4089         }
4090
4091         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4092         kfree(thresholds->spare);
4093         thresholds->spare = thresholds->primary;
4094
4095         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4096
4097         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4098         synchronize_rcu();
4099
4100 unlock:
4101         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4102
4103         return ret;
4104 }
4105
4106 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4107         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4108 {
4109         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4110 }
4111
4112 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4113         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4114 {
4115         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4116 }
4117
4118 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4119         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4120 {
4121         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4122         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4123         unsigned long usage;
4124         int i, j, size;
4125
4126         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4127
4128         if (type == _MEM) {
4129                 thresholds = &memcg->thresholds;
4130                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4131         } else if (type == _MEMSWAP) {
4132                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4133                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4134         } else
4135                 BUG();
4136
4137         if (!thresholds->primary)
4138                 goto unlock;
4139
4140         /* Check if a threshold crossed before removing */
4141         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4142
4143         /* Calculate new number of threshold */
4144         size = 0;
4145         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4146                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4147                         size++;
4148         }
4149
4150         new = thresholds->spare;
4151
4152         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4153         if (!size) {
4154                 kfree(new);
4155                 new = NULL;
4156                 goto swap_buffers;
4157         }
4158
4159         new->size = size;
4160
4161         /* Copy thresholds and find current threshold */
4162         new->current_threshold = -1;
4163         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4164                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4165                         continue;
4166
4167                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4168                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4169                         /*
4170                          * new->current_threshold will not be used
4171                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4172                          * it here.
4173                          */
4174                         ++new->current_threshold;
4175                 }
4176                 j++;
4177         }
4178
4179 swap_buffers:
4180         /* Swap primary and spare array */
4181         thresholds->spare = thresholds->primary;
4182         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4183         if (!new) {
4184                 kfree(thresholds->spare);
4185                 thresholds->spare = NULL;
4186         }
4187
4188         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4189
4190         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4191         synchronize_rcu();
4192 unlock:
4193         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4194 }
4195
4196 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4197         struct eventfd_ctx *eventfd)
4198 {
4199         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4200 }
4201
4202 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4203         struct eventfd_ctx *eventfd)
4204 {
4205         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4206 }
4207
4208 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4209         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4210 {
4211         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4212
4213         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4214         if (!event)
4215                 return -ENOMEM;
4216
4217         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4218
4219         event->eventfd = eventfd;
4220         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4221
4222         /* already in OOM ? */
4223         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4224                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4225         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4226
4227         return 0;
4228 }
4229
4230 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4231         struct eventfd_ctx *eventfd)
4232 {
4233         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4234
4235         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4236
4237         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4238                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4239                         list_del(&ev->list);
4240                         kfree(ev);
4241                 }
4242         }
4243
4244         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4245 }
4246
4247 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4248 {
4249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4250
4251         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4252         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4253         return 0;
4254 }
4255
4256 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4257         struct cftype *cft, u64 val)
4258 {
4259         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4260
4261         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4262         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4263                 return -EINVAL;
4264
4265         memcg->oom_kill_disable = val;
4266         if (!val)
4267                 memcg_oom_recover(memcg);
4268
4269         return 0;
4270 }
4271
4272 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4273 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4274 {
4275         int ret;
4276
4277         memcg->kmemcg_id = -1;
4278         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4279         if (ret)
4280                 return ret;
4281
4282         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4283 }
4284
4285 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4286 {
4287         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4288 }
4289 #else
4290 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4291 {
4292         return 0;
4293 }
4294
4295 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4296 {
4297 }
4298 #endif
4299
4300 /*
4301  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4302  *
4303  * "cgroup.event_control" implementation.
4304  *
4305  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4306  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4307  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4308  *
4309  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4310  * possible.
4311  */
4312
4313 /*
4314  * Unregister event and free resources.
4315  *
4316  * Gets called from workqueue.
4317  */
4318 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4319 {
4320         struct mem_cgroup_event *event =
4321                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4322         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4323
4324         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4325
4326         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4327
4328         /* Notify userspace the event is going away. */
4329         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4330
4331         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4332         kfree(event);
4333         css_put(&memcg->css);
4334 }
4335
4336 /*
4337  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4338  *
4339  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4340  */
4341 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4342                             int sync, void *key)
4343 {
4344         struct mem_cgroup_event *event =
4345                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4346         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4347         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4348
4349         if (flags & POLLHUP) {
4350                 /*
4351                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4352                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4353                  * for us.
4354                  *
4355                  * We can't race against event freeing since the other
4356                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4357                  * which we hold.
4358                  */
4359                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4360                 if (!list_empty(&event->list)) {
4361                         list_del_init(&event->list);
4362                         /*
4363                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4364                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4365                          */
4366                         schedule_work(&event->remove);
4367                 }
4368                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4369         }
4370
4371         return 0;
4372 }
4373
4374 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4375                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4376 {
4377         struct mem_cgroup_event *event =
4378                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4379
4380         event->wqh = wqh;
4381         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4382 }
4383
4384 /*
4385  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4386  *
4387  * Parse input and register new cgroup event handler.
4388  *
4389  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4390  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4391  */
4392 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4393                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4394 {
4395         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4396         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4397         struct mem_cgroup_event *event;
4398         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4399         unsigned int efd, cfd;
4400         struct fd efile;
4401         struct fd cfile;
4402         const char *name;
4403         char *endp;
4404         int ret;
4405
4406         buf = strstrip(buf);
4407
4408         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4409         if (*endp != ' ')
4410                 return -EINVAL;
4411         buf = endp + 1;
4412
4413         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4414         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4415                 return -EINVAL;
4416         buf = endp + 1;
4417
4418         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4419         if (!event)
4420                 return -ENOMEM;
4421
4422         event->memcg = memcg;
4423         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4424         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4425         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4426         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4427
4428         efile = fdget(efd);
4429         if (!efile.file) {
4430                 ret = -EBADF;
4431                 goto out_kfree;
4432         }
4433
4434         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4435         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4436                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4437                 goto out_put_efile;
4438         }
4439
4440         cfile = fdget(cfd);
4441         if (!cfile.file) {
4442                 ret = -EBADF;
4443                 goto out_put_eventfd;
4444         }
4445
4446         /* the process need read permission on control file */
4447         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4448         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4449         if (ret < 0)
4450                 goto out_put_cfile;
4451
4452         /*
4453          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4454          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4455          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4456          * is for compatibility anyway.
4457          *
4458          * DO NOT ADD NEW FILES.
4459          */
4460         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
4461
4462         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4463                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4464                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4465         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4466                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4467                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4468         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4469                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4470                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4471         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4472                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4473                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4474         } else {
4475                 ret = -EINVAL;
4476                 goto out_put_cfile;
4477         }
4478
4479         /*
4480          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4481          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4482          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4483          */
4484         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
4485                                                &memory_cgrp_subsys);
4486         ret = -EINVAL;
4487         if (IS_ERR(cfile_css))
4488                 goto out_put_cfile;
4489         if (cfile_css != css) {
4490                 css_put(cfile_css);
4491                 goto out_put_cfile;
4492         }
4493
4494         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4495         if (ret)
4496                 goto out_put_css;
4497
4498         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4499
4500         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4501         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4502         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4503
4504         fdput(cfile);
4505         fdput(efile);
4506
4507         return nbytes;
4508
4509 out_put_css:
4510         css_put(css);
4511 out_put_cfile:
4512         fdput(cfile);
4513 out_put_eventfd:
4514         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4515 out_put_efile:
4516         fdput(efile);
4517 out_kfree:
4518         kfree(event);
4519
4520         return ret;
4521 }
4522
4523 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4524         {
4525                 .name = "usage_in_bytes",
4526                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4527                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4528         },
4529         {
4530                 .name = "max_usage_in_bytes",
4531                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4532                 .write = mem_cgroup_reset,
4533                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4534         },
4535         {
4536                 .name = "limit_in_bytes",
4537                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4538                 .write = mem_cgroup_write,
4539                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4540         },
4541         {
4542                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4543                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4544                 .write = mem_cgroup_write,
4545                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4546         },
4547         {
4548                 .name = "failcnt",
4549                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4550                 .write = mem_cgroup_reset,
4551                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4552         },
4553         {
4554                 .name = "stat",
4555                 .seq_show = memcg_stat_show,
4556         },
4557         {
4558                 .name = "force_empty",
4559                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4560         },
4561         {
4562                 .name = "use_hierarchy",
4563                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4564                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4565         },
4566         {
4567                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4568                 .write = memcg_write_event_control,
4569                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4570                 .mode = S_IWUGO,
4571         },
4572         {
4573                 .name = "swappiness",
4574                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4575                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4576         },
4577         {
4578                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4579                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4580                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4581         },
4582         {
4583                 .name = "oom_control",
4584                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4585                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4586                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4587         },
4588         {
4589                 .name = "pressure_level",
4590         },
4591 #ifdef CONFIG_NUMA
4592         {
4593                 .name = "numa_stat",
4594                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4595         },
4596 #endif
4597 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4598         {
4599                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4600                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4601                 .write = mem_cgroup_write,
4602                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4603         },
4604         {
4605                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4606                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4607                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4608         },
4609         {
4610                 .name = "kmem.failcnt",
4611                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4612                 .write = mem_cgroup_reset,
4613                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4614         },
4615         {
4616                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4617                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4618                 .write = mem_cgroup_reset,
4619                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4620         },
4621 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4622         {
4623                 .name = "kmem.slabinfo",
4624                 .seq_start = slab_start,
4625                 .seq_next = slab_next,
4626                 .seq_stop = slab_stop,
4627                 .seq_show = memcg_slab_show,
4628         },
4629 #endif
4630 #endif
4631         { },    /* terminate */
4632 };
4633
4634 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4635 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4636         {
4637                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4638                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4639                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4640         },
4641         {
4642                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4643                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4644                 .write = mem_cgroup_reset,
4645                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4646         },
4647         {
4648                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4649                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4650                 .write = mem_cgroup_write,
4651                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4652         },
4653         {
4654                 .name = "memsw.failcnt",
4655                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4656                 .write = mem_cgroup_reset,
4657                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4658         },
4659         { },    /* terminate */
4660 };
4661 #endif
4662 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4663 {
4664         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4665         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4666         int zone, tmp = node;
4667         /*
4668          * This routine is called against possible nodes.
4669          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4670          *
4671          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4672          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4673          *       function.
4674          */
4675         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4676                 tmp = -1;
4677         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4678         if (!pn)
4679                 return 1;
4680
4681         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4682                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4683                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4684                 mz->usage_in_excess = 0;
4685                 mz->on_tree = false;
4686                 mz->memcg = memcg;
4687         }
4688         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4689         return 0;
4690 }
4691
4692 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4693 {
4694         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4695 }
4696
4697 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4698 {
4699         struct mem_cgroup *memcg;
4700         size_t size;
4701
4702         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4703         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4704
4705         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4706         if (!memcg)
4707                 return NULL;
4708
4709         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4710         if (!memcg->stat)
4711                 goto out_free;
4712         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4713         return memcg;
4714
4715 out_free:
4716         kfree(memcg);
4717         return NULL;
4718 }
4719
4720 /*
4721  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4722  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4723  *
4724  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4725  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4726  * it goes down to 0.
4727  *
4728  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4729  */
4730
4731 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4732 {
4733         int node;
4734
4735         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4736
4737         for_each_node(node)
4738                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4739
4740         free_percpu(memcg->stat);
4741
4742         /*
4743          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4744          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4745          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4746          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4747          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4748          *
4749          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4750          * to move this code around, and make sure it is outside
4751          * the cgroup_lock.
4752          */
4753         disarm_static_keys(memcg);
4754         kfree(memcg);
4755 }
4756
4757 /*
4758  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4759  */
4760 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4761 {
4762         if (!memcg->memory.parent)
4763                 return NULL;
4764         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4765 }
4766 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4767
4768 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4769 {
4770         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4771         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4772         int tmp, node, zone;
4773
4774         for_each_node(node) {
4775                 tmp = node;
4776                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4777                         tmp = -1;
4778                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4779                 BUG_ON(!rtpn);
4780
4781                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4782
4783                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4784                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4785                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4786                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4787                 }
4788         }
4789 }
4790
4791 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4792 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4793 {
4794         struct mem_cgroup *memcg;
4795         long error = -ENOMEM;
4796         int node;
4797
4798         memcg = mem_cgroup_alloc();
4799         if (!memcg)
4800                 return ERR_PTR(error);
4801
4802         for_each_node(node)
4803                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4804                         goto free_out;
4805
4806         /* root ? */
4807         if (parent_css == NULL) {
4808                 root_mem_cgroup = memcg;
4809                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4810                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4811                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4812         }
4813
4814         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4815         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4816         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4817         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4818         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4819         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4820         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4821         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4822
4823         return &memcg->css;
4824
4825 free_out:
4826         __mem_cgroup_free(memcg);
4827         return ERR_PTR(error);
4828 }
4829
4830 static int
4831 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4832 {
4833         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4834         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4835         int ret;
4836
4837         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4838                 return -ENOSPC;
4839
4840         if (!parent)
4841                 return 0;
4842
4843         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4844
4845         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4846         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4847         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4848
4849         if (parent->use_hierarchy) {
4850                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4851                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4852                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4853
4854                 /*
4855                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4856                  * core guarantees its existence.
4857                  */
4858         } else {
4859                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4860                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4861                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4862                 /*
4863                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4864                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4865                  * unfortunate state in our controller.
4866                  */
4867                 if (parent != root_mem_cgroup)
4868                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4869         }
4870         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4871
4872         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4873         if (ret)
4874                 return ret;
4875
4876         /*
4877          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4878          * orders reading memcg->initialized against its callers
4879          * reading the memcg members.
4880          */
4881         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4882
4883         return 0;
4884 }
4885
4886 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4887 {
4888         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4889         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4890
4891         /*
4892          * Unregister events and notify userspace.
4893          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4894          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4895          */
4896         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4897         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4898                 list_del_init(&event->list);
4899                 schedule_work(&event->remove);
4900         }
4901         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4902
4903         memcg_unregister_all_caches(memcg);
4904         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4905 }
4906
4907 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4908 {
4909         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4910
4911         memcg_destroy_kmem(memcg);
4912         __mem_cgroup_free(memcg);
4913 }
4914
4915 /**
4916  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4917  * @css: the target css
4918  *
4919  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4920  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4921  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4922  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4923  * made visible again.
4924  *
4925  * The current implementation only resets the essential configurations.
4926  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4927  */
4928 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4929 {
4930         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4931
4932         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4933         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4934         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4935         memcg->soft_limit = 0;
4936 }
4937
4938 #ifdef CONFIG_MMU
4939 /* Handlers for move charge at task migration. */
4940 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4941 {
4942         int ret;
4943
4944         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4945         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4946         if (!ret) {
4947                 mc.precharge += count;
4948                 return ret;
4949         }
4950         if (ret == -EINTR) {
4951                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4952                 return ret;
4953         }
4954
4955         /* Try charges one by one with reclaim */
4956         while (count--) {
4957                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4958                 /*
4959                  * In case of failure, any residual charges against
4960                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4961                  * later on.  However, cancel any charges that are
4962                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4963                  */
4964                 if (ret == -EINTR)
4965                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4966                 if (ret)
4967                         return ret;
4968                 mc.precharge++;
4969                 cond_resched();
4970         }
4971         return 0;
4972 }
4973
4974 /**
4975  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4976  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4977  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4978  * @ptent: the pte to be checked
4979  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4980  *
4981  * Returns
4982  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4983  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4984  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4985  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4986  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4987  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4988  *     in target->ent.
4989  *
4990  * Called with pte lock held.
4991  */
4992 union mc_target {
4993         struct page     *page;
4994         swp_entry_t     ent;
4995 };
4996
4997 enum mc_target_type {
4998         MC_TARGET_NONE = 0,
4999         MC_TARGET_PAGE,
5000         MC_TARGET_SWAP,
5001 };
5002
5003 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5004                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5005 {
5006         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5007
5008         if (!page || !page_mapped(page))
5009                 return NULL;
5010         if (PageAnon(page)) {
5011                 /* we don't move shared anon */
5012                 if (!move_anon())
5013                         return NULL;
5014         } else if (!move_file())
5015                 /* we ignore mapcount for file pages */
5016                 return NULL;
5017         if (!get_page_unless_zero(page))
5018                 return NULL;
5019
5020         return page;
5021 }
5022
5023 #ifdef CONFIG_SWAP
5024 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5025                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5026 {
5027         struct page *page = NULL;
5028         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5029
5030         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5031                 return NULL;
5032         /*
5033          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5034          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5035          */
5036         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5037         if (do_swap_account)
5038                 entry->val = ent.val;
5039
5040         return page;
5041 }
5042 #else
5043 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5044                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5045 {
5046         return NULL;
5047 }
5048 #endif
5049
5050 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5051                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5052 {
5053         struct page *page = NULL;
5054         struct address_space *mapping;
5055         pgoff_t pgoff;
5056
5057         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5058                 return NULL;
5059         if (!move_file())
5060                 return NULL;
5061
5062         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5063         if (pte_none(ptent))
5064                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5065         else /* pte_file(ptent) is true */
5066                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5067
5068         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5069 #ifdef CONFIG_SWAP
5070         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5071         if (shmem_mapping(mapping)) {
5072                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5073                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5074                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5075                         if (do_swap_account)
5076                                 *entry = swp;
5077                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5078                 }
5079         } else
5080                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5081 #else
5082         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5083 #endif
5084         return page;
5085 }
5086
5087 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5088                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5089 {
5090         struct page *page = NULL;
5091         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5092         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5093
5094         if (pte_present(ptent))
5095                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5096         else if (is_swap_pte(ptent))
5097                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5098         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5099                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5100
5101         if (!page && !ent.val)
5102                 return ret;
5103         if (page) {
5104                 /*
5105                  * Do only loose check w/o serialization.
5106                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5107                  * not under LRU exclusion.
5108                  */
5109                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5110                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5111                         if (target)
5112                                 target->page = page;
5113                 }
5114                 if (!ret || !target)
5115                         put_page(page);
5116         }
5117         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5118         if (ent.val && !ret &&
5119             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5120                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5121                 if (target)
5122                         target->ent = ent;
5123         }
5124         return ret;
5125 }
5126
5127 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5128 /*
5129  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5130  * support them for now.
5131  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5132  */
5133 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5134                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5135 {
5136         struct page *page = NULL;
5137         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5138
5139         page = pmd_page(pmd);
5140         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5141         if (!move_anon())
5142                 return ret;
5143         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5144                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5145                 if (target) {
5146                         get_page(page);
5147                         target->page = page;
5148                 }
5149         }
5150         return ret;
5151 }
5152 #else
5153 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5154                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5155 {
5156         return MC_TARGET_NONE;
5157 }
5158 #endif
5159
5160 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5161                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5162                                         struct mm_walk *walk)
5163 {
5164         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5165         pte_t *pte;
5166         spinlock_t *ptl;
5167
5168         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5169                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5170                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5171                 spin_unlock(ptl);
5172                 return 0;
5173         }
5174
5175         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5176                 return 0;
5177         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5178         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5179                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5180                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5181         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5182         cond_resched();
5183
5184         return 0;
5185 }
5186
5187 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5188 {
5189         unsigned long precharge;
5190         struct vm_area_struct *vma;
5191
5192         down_read(&mm->mmap_sem);
5193         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5194                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5195                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5196                         .mm = mm,
5197                         .private = vma,
5198                 };
5199                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5200                         continue;
5201                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5202                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5203         }
5204         up_read(&mm->mmap_sem);
5205
5206         precharge = mc.precharge;
5207         mc.precharge = 0;
5208
5209         return precharge;
5210 }
5211
5212 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5213 {
5214         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5215
5216         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5217         mc.moving_task = current;
5218         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5219 }
5220
5221 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5222 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5223 {
5224         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5225         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5226
5227         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5228         if (mc.precharge) {
5229                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5230                 mc.precharge = 0;
5231         }
5232         /*
5233          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5234          * we must uncharge here.
5235          */
5236         if (mc.moved_charge) {
5237                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5238                 mc.moved_charge = 0;
5239         }
5240         /* we must fixup refcnts and charges */
5241         if (mc.moved_swap) {
5242                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5243                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5244                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5245
5246                 /*
5247                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5248                  * should uncharge to->memory.
5249                  */
5250                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5251                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5252
5253                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5254
5255                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5256                 mc.moved_swap = 0;
5257         }
5258         memcg_oom_recover(from);
5259         memcg_oom_recover(to);
5260         wake_up_all(&mc.waitq);
5261 }
5262
5263 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5264 {
5265         /*
5266          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5267          * task migration.
5268          */
5269         mc.moving_task = NULL;
5270         __mem_cgroup_clear_mc();
5271         spin_lock(&mc.lock);
5272         mc.from = NULL;
5273         mc.to = NULL;
5274         spin_unlock(&mc.lock);
5275 }
5276
5277 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5278                                  struct cgroup_taskset *tset)
5279 {
5280         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5281         int ret = 0;
5282         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5283         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5284
5285         /*
5286          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5287          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5288          * So we need to save it, and keep it going.
5289          */
5290         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5291         if (move_charge_at_immigrate) {
5292                 struct mm_struct *mm;
5293                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5294
5295                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5296
5297                 mm = get_task_mm(p);
5298                 if (!mm)
5299                         return 0;
5300                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5301                 if (mm->owner == p) {
5302                         VM_BUG_ON(mc.from);
5303                         VM_BUG_ON(mc.to);
5304                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5305                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5306                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5307
5308                         spin_lock(&mc.lock);
5309                         mc.from = from;
5310                         mc.to = memcg;
5311                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5312                         spin_unlock(&mc.lock);
5313                         /* We set mc.moving_task later */
5314
5315                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5316                         if (ret)
5317                                 mem_cgroup_clear_mc();
5318                 }
5319                 mmput(mm);
5320         }
5321         return ret;
5322 }
5323
5324 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5325                                      struct cgroup_taskset *tset)
5326 {
5327         if (mc.to)
5328                 mem_cgroup_clear_mc();
5329 }
5330
5331 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5332                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5333                                 struct mm_walk *walk)
5334 {
5335         int ret = 0;
5336         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5337         pte_t *pte;
5338         spinlock_t *ptl;
5339         enum mc_target_type target_type;
5340         union mc_target target;
5341         struct page *page;
5342
5343         /*
5344          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5345          * happens because:
5346          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5347          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5348          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5349          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5350          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5351          *    part of thp split is not executed yet.
5352          */
5353         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5354                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5355                         spin_unlock(ptl);
5356                         return 0;
5357                 }
5358                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5359                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5360                         page = target.page;
5361                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5362                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5363                                                              mc.from, mc.to)) {
5364                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5365                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5366                                 }
5367                                 putback_lru_page(page);
5368                         }
5369                         put_page(page);
5370                 }
5371                 spin_unlock(ptl);
5372                 return 0;
5373         }
5374
5375         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5376                 return 0;
5377 retry:
5378         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5379         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5380                 pte_t ptent = *(pte++);
5381                 swp_entry_t ent;
5382
5383                 if (!mc.precharge)
5384                         break;
5385
5386                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5387                 case MC_TARGET_PAGE:
5388                         page = target.page;
5389                         if (isolate_lru_page(page))
5390                                 goto put;
5391                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5392                                 mc.precharge--;
5393                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5394                                 mc.moved_charge++;
5395                         }
5396                         putback_lru_page(page);
5397 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5398                         put_page(page);
5399                         break;
5400                 case MC_TARGET_SWAP:
5401                         ent = target.ent;
5402                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5403                                 mc.precharge--;
5404                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5405                                 mc.moved_swap++;
5406                         }
5407                         break;
5408                 default:
5409                         break;
5410                 }
5411         }
5412         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5413         cond_resched();
5414
5415         if (addr != end) {
5416                 /*
5417                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5418                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5419                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5420                  * phase.
5421                  */
5422                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5423                 if (!ret)
5424                         goto retry;
5425         }
5426
5427         return ret;
5428 }
5429
5430 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5431 {
5432         struct vm_area_struct *vma;
5433
5434         lru_add_drain_all();
5435         /*
5436          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5437          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5438          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5439          */
5440         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5441         synchronize_rcu();
5442 retry:
5443         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5444                 /*
5445                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5446                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5447                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5448                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5449                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5450                  */
5451                 __mem_cgroup_clear_mc();
5452                 cond_resched();
5453                 goto retry;
5454         }
5455         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5456                 int ret;
5457                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5458                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5459                         .mm = mm,
5460                         .private = vma,
5461                 };
5462                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5463                         continue;
5464                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5465                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5466                 if (ret)
5467                         /*
5468                          * means we have consumed all precharges and failed in
5469                          * doing additional charge. Just abandon here.
5470                          */
5471                         break;
5472         }
5473         up_read(&mm->mmap_sem);
5474         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5475 }
5476
5477 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5478                                  struct cgroup_taskset *tset)
5479 {
5480         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5481         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5482
5483         if (mm) {
5484                 if (mc.to)
5485                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5486                 mmput(mm);
5487         }
5488         if (mc.to)
5489                 mem_cgroup_clear_mc();
5490 }
5491 #else   /* !CONFIG_MMU */
5492 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5493                                  struct cgroup_taskset *tset)
5494 {
5495         return 0;
5496 }
5497 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5498                                      struct cgroup_taskset *tset)
5499 {
5500 }
5501 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5502                                  struct cgroup_taskset *tset)
5503 {
5504 }
5505 #endif
5506
5507 /*
5508  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5509  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5510  * attempt.
5511  */
5512 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5513 {
5514         /*
5515          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5516          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5517          * on for the root memcg is enough.
5518          */
5519         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5520                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5521 }
5522
5523 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5524         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5525         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5526         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5527         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5528         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5529         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5530         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5531         .attach = mem_cgroup_move_task,
5532         .bind = mem_cgroup_bind,
5533         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5534         .early_init = 0,
5535 };
5536
5537 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5538 static int __init enable_swap_account(char *s)
5539 {
5540         if (!strcmp(s, "1"))
5541                 really_do_swap_account = 1;
5542         else if (!strcmp(s, "0"))
5543                 really_do_swap_account = 0;
5544         return 1;
5545 }
5546 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5547
5548 static void __init memsw_file_init(void)
5549 {
5550         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5551                                           memsw_cgroup_files));
5552 }
5553
5554 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5555 {
5556         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5557                 do_swap_account = 1;
5558                 memsw_file_init();
5559         }
5560 }
5561
5562 #else
5563 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5564 {
5565 }
5566 #endif
5567
5568 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5569 /**
5570  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5571  * @page: page whose memsw charge to transfer
5572  * @entry: swap entry to move the charge to
5573  *
5574  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5575  */
5576 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5577 {
5578         struct mem_cgroup *memcg;
5579         unsigned short oldid;
5580
5581         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5582         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5583
5584         if (!do_swap_account)
5585                 return;
5586
5587         memcg = page->mem_cgroup;
5588
5589         /* Readahead page, never charged */
5590         if (!memcg)
5591                 return;
5592
5593         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5594         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5595         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5596
5597         page->mem_cgroup = NULL;
5598
5599         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5600                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5601
5602         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5603         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5604
5605         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5606         memcg_check_events(memcg, page);
5607 }
5608
5609 /**
5610  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5611  * @entry: swap entry to uncharge
5612  *
5613  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5614  */
5615 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5616 {
5617         struct mem_cgroup *memcg;
5618         unsigned short id;
5619
5620         if (!do_swap_account)
5621                 return;
5622
5623         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5624         rcu_read_lock();
5625         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5626         if (memcg) {
5627                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5628                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5629                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5630                 css_put(&memcg->css);
5631         }
5632         rcu_read_unlock();
5633 }
5634 #endif
5635
5636 /**
5637  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5638  * @page: page to charge
5639  * @mm: mm context of the victim
5640  * @gfp_mask: reclaim mode
5641  * @memcgp: charged memcg return
5642  *
5643  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5644  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5645  *
5646  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5647  * Otherwise, an error code is returned.
5648  *
5649  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5650  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5651  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5652  */
5653 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5654                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5655 {
5656         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5657         unsigned int nr_pages = 1;
5658         int ret = 0;
5659
5660         if (mem_cgroup_disabled())
5661                 goto out;
5662
5663         if (PageSwapCache(page)) {
5664                 /*
5665                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5666                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5667                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5668                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5669                  * in turn serializes uncharging.
5670                  */
5671                 if (page->mem_cgroup)
5672                         goto out;
5673         }
5674
5675         if (PageTransHuge(page)) {
5676                 nr_pages <<= compound_order(page);
5677                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5678         }
5679
5680         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5681                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5682         if (!memcg)
5683                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5684
5685         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5686
5687         css_put(&memcg->css);
5688
5689         if (ret == -EINTR) {
5690                 memcg = root_mem_cgroup;
5691                 ret = 0;
5692         }
5693 out:
5694         *memcgp = memcg;
5695         return ret;
5696 }
5697
5698 /**
5699  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5700  * @page: page to charge
5701  * @memcg: memcg to charge the page to
5702  * @lrucare: page might be on LRU already
5703  *
5704  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5705  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5706  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5707  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5708  *
5709  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5710  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5711  *
5712  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5713  */
5714 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5715                               bool lrucare)
5716 {
5717         unsigned int nr_pages = 1;
5718
5719         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5720         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5721
5722         if (mem_cgroup_disabled())
5723                 return;
5724         /*
5725          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5726          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5727          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5728          */
5729         if (!memcg)
5730                 return;
5731
5732         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5733
5734         if (PageTransHuge(page)) {
5735                 nr_pages <<= compound_order(page);
5736                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5737         }
5738
5739         local_irq_disable();
5740         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5741         memcg_check_events(memcg, page);
5742         local_irq_enable();
5743
5744         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5745                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5746                 /*
5747                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5748                  * let's not wait for it.  The page already received a
5749                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5750                  */
5751                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5752         }
5753 }
5754
5755 /**
5756  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5757  * @page: page to charge
5758  * @memcg: memcg to charge the page to
5759  *
5760  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5761  */
5762 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5763 {
5764         unsigned int nr_pages = 1;
5765
5766         if (mem_cgroup_disabled())
5767                 return;
5768         /*
5769          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5770          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5771          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5772          */
5773         if (!memcg)
5774                 return;
5775
5776         if (PageTransHuge(page)) {
5777                 nr_pages <<= compound_order(page);
5778                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5779         }
5780
5781         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5782 }
5783
5784 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5785                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5786                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5787 {
5788         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5789         unsigned long flags;
5790
5791         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5792                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5793                 if (do_swap_account)
5794                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5795                 memcg_oom_recover(memcg);
5796         }
5797
5798         local_irq_save(flags);
5799         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5800         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5801         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5802         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5803         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5804         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5805         local_irq_restore(flags);
5806
5807         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5808                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5809 }
5810
5811 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5812 {
5813         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5814         unsigned long nr_anon = 0;
5815         unsigned long nr_file = 0;
5816         unsigned long nr_huge = 0;
5817         unsigned long pgpgout = 0;
5818         struct list_head *next;
5819         struct page *page;
5820
5821         next = page_list->next;
5822         do {
5823                 unsigned int nr_pages = 1;
5824
5825                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5826                 next = page->lru.next;
5827
5828                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5829                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5830
5831                 if (!page->mem_cgroup)
5832                         continue;
5833
5834                 /*
5835                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5836                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5837                  * exclusive access to the page.
5838                  */
5839
5840                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5841                         if (memcg) {
5842                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5843                                                nr_huge, page);
5844                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5845                         }
5846                         memcg = page->mem_cgroup;
5847                 }
5848
5849                 if (PageTransHuge(page)) {
5850                         nr_pages <<= compound_order(page);
5851                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5852                         nr_huge += nr_pages;
5853                 }
5854
5855                 if (PageAnon(page))
5856                         nr_anon += nr_pages;
5857                 else
5858                         nr_file += nr_pages;
5859
5860                 page->mem_cgroup = NULL;
5861
5862                 pgpgout++;
5863         } while (next != page_list);
5864
5865         if (memcg)
5866                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5867                                nr_huge, page);
5868 }
5869
5870 /**
5871  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5872  * @page: page to uncharge
5873  *
5874  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5875  * mem_cgroup_commit_charge().
5876  */
5877 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5878 {
5879         if (mem_cgroup_disabled())
5880                 return;
5881
5882         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5883         if (!page->mem_cgroup)
5884                 return;
5885
5886         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5887         uncharge_list(&page->lru);
5888 }
5889
5890 /**
5891  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5892  * @page_list: list of pages to uncharge
5893  *
5894  * Uncharge a list of pages previously charged with
5895  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5896  */
5897 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5898 {
5899         if (mem_cgroup_disabled())
5900                 return;
5901
5902         if (!list_empty(page_list))
5903                 uncharge_list(page_list);
5904 }
5905
5906 /**
5907  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5908  * @oldpage: currently charged page
5909  * @newpage: page to transfer the charge to
5910  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
5911  *
5912  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5913  *
5914  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5915  */
5916 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5917                         bool lrucare)
5918 {
5919         struct mem_cgroup *memcg;
5920         int isolated;
5921
5922         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5923         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5924         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5925         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5926         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5927         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5928                        newpage);
5929
5930         if (mem_cgroup_disabled())
5931                 return;
5932
5933         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5934         if (newpage->mem_cgroup)
5935                 return;
5936
5937         /*
5938          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5939          * charged, and migration from compaction can happen to an
5940          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5941          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5942          */
5943         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5944         if (!memcg)
5945                 return;
5946
5947         if (lrucare)
5948                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5949
5950         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5951
5952         if (lrucare)
5953                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5954
5955         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5956 }
5957
5958 /*
5959  * subsys_initcall() for memory controller.
5960  *
5961  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5962  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5963  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5964  * be initialized from here.
5965  */
5966 static int __init mem_cgroup_init(void)
5967 {
5968         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5969         enable_swap_cgroup();
5970         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
5971         memcg_stock_init();
5972         return 0;
5973 }
5974 subsys_initcall(mem_cgroup_init);