mm: memcontrol: convert reclaim iterator to simple css refcounting
[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/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct 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         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
373 };
374
375 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
376 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
379 }
380
381 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
382 {
383         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
384 }
385
386 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
387 {
388         /*
389          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
390          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
391          */
392         smp_wmb();
393         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
394                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
395 }
396
397 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
400                                   &memcg->kmem_account_flags);
401 }
402 #endif
403
404 /* Stuffs for move charges at task migration. */
405 /*
406  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
407  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
408  */
409 enum move_type {
410         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
411         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
412         NR_MOVE_TYPE,
413 };
414
415 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
416 static struct move_charge_struct {
417         spinlock_t        lock; /* for from, to */
418         struct mem_cgroup *from;
419         struct mem_cgroup *to;
420         unsigned long immigrate_flags;
421         unsigned long precharge;
422         unsigned long moved_charge;
423         unsigned long moved_swap;
424         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
425         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
426 } mc = {
427         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
428         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
429 };
430
431 static bool move_anon(void)
432 {
433         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
434 }
435
436 static bool move_file(void)
437 {
438         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
439 }
440
441 /*
442  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
443  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
444  */
445 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
446 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
447
448 enum charge_type {
449         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
450         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
451         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
452         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
453         NR_CHARGE_TYPE,
454 };
455
456 /* for encoding cft->private value on file */
457 enum res_type {
458         _MEM,
459         _MEMSWAP,
460         _OOM_TYPE,
461         _KMEM,
462 };
463
464 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
465 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
466 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
467 /* Used for OOM nofiier */
468 #define OOM_CONTROL             (0)
469
470 /*
471  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
472  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
473  * appearing has to hold it as well.
474  */
475 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
476
477 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
478 {
479         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
480 }
481
482 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
483 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
484 {
485         if (!memcg)
486                 memcg = root_mem_cgroup;
487         return &memcg->vmpressure;
488 }
489
490 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
491 {
492         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
493 }
494
495 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
496 {
497         return (memcg == root_mem_cgroup);
498 }
499
500 /*
501  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
502  * an unsigned short.
503  */
504 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
505
506 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
507 {
508         return memcg->css.id;
509 }
510
511 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
512 {
513         struct cgroup_subsys_state *css;
514
515         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
516         return mem_cgroup_from_css(css);
517 }
518
519 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
520 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
521
522 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
523 {
524         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
525                 struct mem_cgroup *memcg;
526                 struct cg_proto *cg_proto;
527
528                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
529
530                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
531                  * filled. It won't however, necessarily happen from
532                  * process context. So the test for root memcg given
533                  * the current task's memcg won't help us in this case.
534                  *
535                  * Respecting the original socket's memcg is a better
536                  * decision in this case.
537                  */
538                 if (sk->sk_cgrp) {
539                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
540                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
541                         return;
542                 }
543
544                 rcu_read_lock();
545                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
546                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
547                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
548                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
549                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
550                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
551                 }
552                 rcu_read_unlock();
553         }
554 }
555 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
556
557 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
558 {
559         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
560                 struct mem_cgroup *memcg;
561                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
562                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
563                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
564         }
565 }
566
567 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
568 {
569         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
570                 return NULL;
571
572         return &memcg->tcp_mem;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
575
576 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
577 {
578         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
579                 return;
580         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
581 }
582 #else
583 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585 }
586 #endif
587
588 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
589 /*
590  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
591  * The main reason for not using cgroup id for this:
592  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
593  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
594  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
595  *  200 entry array for that.
596  *
597  * The current size of the caches array is stored in
598  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
599  * increase it.
600  */
601 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
602 int memcg_limited_groups_array_size;
603
604 /*
605  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
606  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
607  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
608  * tunable, but that is strictly not necessary.
609  *
610  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
611  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
612  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
613  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
614  * increase ours as well if it increases.
615  */
616 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
617 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
618
619 /*
620  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
621  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
622  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
623  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
624  */
625 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
626 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
627
628 static void memcg_free_cache_id(int id);
629
630 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
631 {
632         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
633                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
634                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
635         }
636         /*
637          * This check can't live in kmem destruction function,
638          * since the charges will outlive the cgroup
639          */
640         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
641 }
642 #else
643 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
644 {
645 }
646 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
647
648 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
649 {
650         disarm_sock_keys(memcg);
651         disarm_kmem_keys(memcg);
652 }
653
654 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
655
656 static struct mem_cgroup_per_zone *
657 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
658 {
659         int nid = zone_to_nid(zone);
660         int zid = zone_idx(zone);
661
662         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
663 }
664
665 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667         return &memcg->css;
668 }
669
670 static struct mem_cgroup_per_zone *
671 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
672 {
673         int nid = page_to_nid(page);
674         int zid = page_zonenum(page);
675
676         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
677 }
678
679 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
680 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
681 {
682         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
683 }
684
685 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
686 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
687 {
688         int nid = page_to_nid(page);
689         int zid = page_zonenum(page);
690
691         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
692 }
693
694 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
695                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
696                                          unsigned long new_usage_in_excess)
697 {
698         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
699         struct rb_node *parent = NULL;
700         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
701
702         if (mz->on_tree)
703                 return;
704
705         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
706         if (!mz->usage_in_excess)
707                 return;
708         while (*p) {
709                 parent = *p;
710                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
711                                         tree_node);
712                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
713                         p = &(*p)->rb_left;
714                 /*
715                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
716                  * limit by the same amount
717                  */
718                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
719                         p = &(*p)->rb_right;
720         }
721         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
722         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
723         mz->on_tree = true;
724 }
725
726 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
727                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
728 {
729         if (!mz->on_tree)
730                 return;
731         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
732         mz->on_tree = false;
733 }
734
735 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
736                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
737 {
738         unsigned long flags;
739
740         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
741         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
742         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
743 }
744
745 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
746 {
747         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
748         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
749         unsigned long excess = 0;
750
751         if (nr_pages > soft_limit)
752                 excess = nr_pages - soft_limit;
753
754         return excess;
755 }
756
757 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
758 {
759         unsigned long excess;
760         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
761         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
762
763         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
764         /*
765          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
766          * because their event counter is not touched.
767          */
768         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
769                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
770                 excess = soft_limit_excess(memcg);
771                 /*
772                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
773                  * mem is over its softlimit.
774                  */
775                 if (excess || mz->on_tree) {
776                         unsigned long flags;
777
778                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
779                         /* if on-tree, remove it */
780                         if (mz->on_tree)
781                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
782                         /*
783                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
784                          * If excess is 0, no tree ops.
785                          */
786                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
787                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
788                 }
789         }
790 }
791
792 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
793 {
794         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
795         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
796         int nid, zid;
797
798         for_each_node(nid) {
799                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
800                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
801                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
802                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
803                 }
804         }
805 }
806
807 static struct mem_cgroup_per_zone *
808 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
809 {
810         struct rb_node *rightmost = NULL;
811         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
812
813 retry:
814         mz = NULL;
815         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
816         if (!rightmost)
817                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
818
819         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
820         /*
821          * Remove the node now but someone else can add it back,
822          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
823          * position in the tree.
824          */
825         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
826         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
827             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
828                 goto retry;
829 done:
830         return mz;
831 }
832
833 static struct mem_cgroup_per_zone *
834 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
835 {
836         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
837
838         spin_lock_irq(&mctz->lock);
839         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
840         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
841         return mz;
842 }
843
844 /*
845  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
846  *
847  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
848  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
849  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
850  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
851  *
852  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
853  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
854  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
855  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
856  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
857  *
858  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
859  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
860  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
861  * implemented.
862  */
863 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
864                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
865 {
866         long val = 0;
867         int cpu;
868
869         get_online_cpus();
870         for_each_online_cpu(cpu)
871                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
872 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
873         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
874         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
875         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
876 #endif
877         put_online_cpus();
878         return val;
879 }
880
881 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
882                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
883 {
884         unsigned long val = 0;
885         int cpu;
886
887         get_online_cpus();
888         for_each_online_cpu(cpu)
889                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
890 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
891         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
892         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
893         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
894 #endif
895         put_online_cpus();
896         return val;
897 }
898
899 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
900                                          struct page *page,
901                                          int nr_pages)
902 {
903         /*
904          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
905          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
906          */
907         if (PageAnon(page))
908                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
909                                 nr_pages);
910         else
911                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
912                                 nr_pages);
913
914         if (PageTransHuge(page))
915                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
916                                 nr_pages);
917
918         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
919         if (nr_pages > 0)
920                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
921         else {
922                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
923                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
924         }
925
926         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
927 }
928
929 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
930 {
931         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
932
933         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
934         return mz->lru_size[lru];
935 }
936
937 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
938                                                   int nid,
939                                                   unsigned int lru_mask)
940 {
941         unsigned long nr = 0;
942         int zid;
943
944         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
945
946         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
947                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
948                 enum lru_list lru;
949
950                 for_each_lru(lru) {
951                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
952                                 continue;
953                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
954                         nr += mz->lru_size[lru];
955                 }
956         }
957         return nr;
958 }
959
960 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
961                         unsigned int lru_mask)
962 {
963         unsigned long nr = 0;
964         int nid;
965
966         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
967                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
968         return nr;
969 }
970
971 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
972                                        enum mem_cgroup_events_target target)
973 {
974         unsigned long val, next;
975
976         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
977         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
978         /* from time_after() in jiffies.h */
979         if ((long)next - (long)val < 0) {
980                 switch (target) {
981                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
982                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
983                         break;
984                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
985                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
986                         break;
987                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
988                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
989                         break;
990                 default:
991                         break;
992                 }
993                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
994                 return true;
995         }
996         return false;
997 }
998
999 /*
1000  * Check events in order.
1001  *
1002  */
1003 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1004 {
1005         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1006         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1007                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1008                 bool do_softlimit;
1009                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1010
1011                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1012                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1013 #if MAX_NUMNODES > 1
1014                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1015                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1016 #endif
1017                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1018                 if (unlikely(do_softlimit))
1019                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1020 #if MAX_NUMNODES > 1
1021                 if (unlikely(do_numainfo))
1022                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1023 #endif
1024         }
1025 }
1026
1027 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1028 {
1029         /*
1030          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1031          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1032          * So this can be called with p == NULL.
1033          */
1034         if (unlikely(!p))
1035                 return NULL;
1036
1037         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1038 }
1039
1040 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1041 {
1042         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1043
1044         rcu_read_lock();
1045         do {
1046                 /*
1047                  * Page cache insertions can happen withou an
1048                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1049                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1050                  */
1051                 if (unlikely(!mm))
1052                         memcg = root_mem_cgroup;
1053                 else {
1054                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1055                         if (unlikely(!memcg))
1056                                 memcg = root_mem_cgroup;
1057                 }
1058         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1059         rcu_read_unlock();
1060         return memcg;
1061 }
1062
1063 /**
1064  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1065  * @root: hierarchy root
1066  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1067  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1068  *
1069  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1070  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1071  *
1072  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1073  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1074  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1075  *
1076  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1077  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1078  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1079  */
1080 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1081                                    struct mem_cgroup *prev,
1082                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1083 {
1084         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1085         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1086         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1087         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1088
1089         if (mem_cgroup_disabled())
1090                 return NULL;
1091
1092         if (!root)
1093                 root = root_mem_cgroup;
1094
1095         if (prev && !reclaim)
1096                 pos = prev;
1097
1098         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1099                 if (prev)
1100                         goto out;
1101                 return root;
1102         }
1103
1104         rcu_read_lock();
1105
1106         if (reclaim) {
1107                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1108
1109                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1110                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1111
1112                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1113                         goto out_unlock;
1114
1115                 do {
1116                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1117                         /*
1118                          * A racing update may change the position and
1119                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1120                          * or retry to see the updated position.
1121                          */
1122                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1123         }
1124
1125         if (pos)
1126                 css = &pos->css;
1127
1128         for (;;) {
1129                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1130                 if (!css) {
1131                         /*
1132                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1133                          * new one might jump in right at the end of
1134                          * the hierarchy - make sure they see at least
1135                          * one group and restart from the beginning.
1136                          */
1137                         if (!prev)
1138                                 continue;
1139                         break;
1140                 }
1141
1142                 /*
1143                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1144                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1145                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1146                  */
1147                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1148
1149                 if (css == &root->css)
1150                         break;
1151
1152                 if (css_tryget_online(css)) {
1153                         /*
1154                          * Make sure the memcg is initialized:
1155                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1156                          * initialization against setting the flag.
1157                          */
1158                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1159                                 break;
1160
1161                         css_put(css);
1162                 }
1163
1164                 memcg = NULL;
1165         }
1166
1167         if (reclaim) {
1168                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1169                         if (memcg)
1170                                 css_get(&memcg->css);
1171                         if (pos)
1172                                 css_put(&pos->css);
1173                 }
1174
1175                 /*
1176                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1177                  * above.
1178                  */
1179                 if (pos)
1180                         css_put(&pos->css);
1181
1182                 if (!memcg)
1183                         iter->generation++;
1184                 else if (!prev)
1185                         reclaim->generation = iter->generation;
1186         }
1187
1188 out_unlock:
1189         rcu_read_unlock();
1190 out:
1191         if (prev && prev != root)
1192                 css_put(&prev->css);
1193
1194         return memcg;
1195 }
1196
1197 /**
1198  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1199  * @root: hierarchy root
1200  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1201  */
1202 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1203                            struct mem_cgroup *prev)
1204 {
1205         if (!root)
1206                 root = root_mem_cgroup;
1207         if (prev && prev != root)
1208                 css_put(&prev->css);
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1213  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1214  * be used for reference counting.
1215  */
1216 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1217         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1218              iter != NULL;                              \
1219              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1220
1221 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1222         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1223              iter != NULL;                              \
1224              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1225
1226 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1227 {
1228         struct mem_cgroup *memcg;
1229
1230         rcu_read_lock();
1231         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1232         if (unlikely(!memcg))
1233                 goto out;
1234
1235         switch (idx) {
1236         case PGFAULT:
1237                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1238                 break;
1239         case PGMAJFAULT:
1240                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1241                 break;
1242         default:
1243                 BUG();
1244         }
1245 out:
1246         rcu_read_unlock();
1247 }
1248 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1249
1250 /**
1251  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1252  * @zone: zone of the wanted lruvec
1253  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1254  *
1255  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1256  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1257  * is disabled.
1258  */
1259 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1260                                       struct mem_cgroup *memcg)
1261 {
1262         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1263         struct lruvec *lruvec;
1264
1265         if (mem_cgroup_disabled()) {
1266                 lruvec = &zone->lruvec;
1267                 goto out;
1268         }
1269
1270         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1271         lruvec = &mz->lruvec;
1272 out:
1273         /*
1274          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1275          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1276          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1277          */
1278         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1279                 lruvec->zone = zone;
1280         return lruvec;
1281 }
1282
1283 /**
1284  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1285  * @page: the page
1286  * @zone: zone of the page
1287  */
1288 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1289 {
1290         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1291         struct mem_cgroup *memcg;
1292         struct page_cgroup *pc;
1293         struct lruvec *lruvec;
1294
1295         if (mem_cgroup_disabled()) {
1296                 lruvec = &zone->lruvec;
1297                 goto out;
1298         }
1299
1300         pc = lookup_page_cgroup(page);
1301         memcg = pc->mem_cgroup;
1302
1303         /*
1304          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1305          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1306          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1307          *
1308          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1309          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1310          * of pc->mem_cgroup safe.
1311          */
1312         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1313                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1314
1315         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1316         lruvec = &mz->lruvec;
1317 out:
1318         /*
1319          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1320          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1321          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1322          */
1323         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1324                 lruvec->zone = zone;
1325         return lruvec;
1326 }
1327
1328 /**
1329  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1330  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1331  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1332  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1333  *
1334  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1335  * lru list.
1336  */
1337 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1338                                 int nr_pages)
1339 {
1340         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1341         unsigned long *lru_size;
1342
1343         if (mem_cgroup_disabled())
1344                 return;
1345
1346         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1347         lru_size = mz->lru_size + lru;
1348         *lru_size += nr_pages;
1349         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1354  * hierarchy subtree
1355  */
1356 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1357                                   struct mem_cgroup *memcg)
1358 {
1359         if (root_memcg == memcg)
1360                 return true;
1361         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1362                 return false;
1363         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1364 }
1365
1366 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1367                                        struct mem_cgroup *memcg)
1368 {
1369         bool ret;
1370
1371         rcu_read_lock();
1372         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1373         rcu_read_unlock();
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1378                         const struct mem_cgroup *memcg)
1379 {
1380         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1381         struct task_struct *p;
1382         bool ret;
1383
1384         p = find_lock_task_mm(task);
1385         if (p) {
1386                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1387                 task_unlock(p);
1388         } else {
1389                 /*
1390                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1391                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1392                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1393                  */
1394                 rcu_read_lock();
1395                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1396                 if (curr)
1397                         css_get(&curr->css);
1398                 rcu_read_unlock();
1399         }
1400         /*
1401          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1402          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1403          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1404          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1405          */
1406         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1407         css_put(&curr->css);
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1412 {
1413         unsigned long inactive_ratio;
1414         unsigned long inactive;
1415         unsigned long active;
1416         unsigned long gb;
1417
1418         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1419         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1420
1421         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1422         if (gb)
1423                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1424         else
1425                 inactive_ratio = 1;
1426
1427         return inactive * inactive_ratio < active;
1428 }
1429
1430 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1431         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1432
1433 /**
1434  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1435  * @memcg: the memory cgroup
1436  *
1437  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1438  * pages.
1439  */
1440 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         unsigned long margin = 0;
1443         unsigned long count;
1444         unsigned long limit;
1445
1446         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1447         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1448         if (count < limit)
1449                 margin = limit - count;
1450
1451         if (do_swap_account) {
1452                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1453                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1454                 if (count <= limit)
1455                         margin = min(margin, limit - count);
1456         }
1457
1458         return margin;
1459 }
1460
1461 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1462 {
1463         /* root ? */
1464         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1465                 return vm_swappiness;
1466
1467         return memcg->swappiness;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1472  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1473  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1474  * rcu_read_lock(), like this:
1475  *
1476  *         CPU-A                                    CPU-B
1477  *                                              rcu_read_lock()
1478  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1479  *                                                   take heavy locks.
1480  *         synchronize_rcu()                    update something.
1481  *                                              rcu_read_unlock()
1482  *         start move here.
1483  */
1484
1485 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1486 {
1487         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1488         synchronize_rcu();
1489 }
1490
1491 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1492 {
1493         /*
1494          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1495          * We check NULL in callee rather than caller.
1496          */
1497         if (memcg)
1498                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1503  *
1504  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1505  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1506  * caused by "move".
1507  */
1508 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1509 {
1510         struct mem_cgroup *from;
1511         struct mem_cgroup *to;
1512         bool ret = false;
1513         /*
1514          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1515          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1516          */
1517         spin_lock(&mc.lock);
1518         from = mc.from;
1519         to = mc.to;
1520         if (!from)
1521                 goto unlock;
1522
1523         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1524                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1525 unlock:
1526         spin_unlock(&mc.lock);
1527         return ret;
1528 }
1529
1530 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1531 {
1532         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1533                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1534                         DEFINE_WAIT(wait);
1535                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1536                         /* moving charge context might have finished. */
1537                         if (mc.moving_task)
1538                                 schedule();
1539                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1540                         return true;
1541                 }
1542         }
1543         return false;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Take this lock when
1548  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1549  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1550  */
1551 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1552                                   unsigned long *flags)
1553 {
1554         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1555 }
1556
1557 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1558                                 unsigned long *flags)
1559 {
1560         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1561 }
1562
1563 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1564 /**
1565  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1566  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1567  * @p: Task that is going to be killed
1568  *
1569  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1570  * enabled
1571  */
1572 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1573 {
1574         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1575         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1576         struct mem_cgroup *iter;
1577         unsigned int i;
1578
1579         if (!p)
1580                 return;
1581
1582         mutex_lock(&oom_info_lock);
1583         rcu_read_lock();
1584
1585         pr_info("Task in ");
1586         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1587         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1588         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1589         pr_info("\n");
1590
1591         rcu_read_unlock();
1592
1593         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1594                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1595                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1596         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1597                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1598                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1599         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1600                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1601                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1602
1603         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1604                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1605                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1606                 pr_cont(":");
1607
1608                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1609                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1610                                 continue;
1611                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1612                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1613                 }
1614
1615                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1616                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1617                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1618
1619                 pr_cont("\n");
1620         }
1621         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1626  * 1(self count) if no children.
1627  */
1628 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1629 {
1630         int num = 0;
1631         struct mem_cgroup *iter;
1632
1633         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1634                 num++;
1635         return num;
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1640  */
1641 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1642 {
1643         unsigned long limit;
1644
1645         limit = memcg->memory.limit;
1646         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1647                 unsigned long memsw_limit;
1648
1649                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1650                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1651         }
1652         return limit;
1653 }
1654
1655 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1656                                      int order)
1657 {
1658         struct mem_cgroup *iter;
1659         unsigned long chosen_points = 0;
1660         unsigned long totalpages;
1661         unsigned int points = 0;
1662         struct task_struct *chosen = NULL;
1663
1664         /*
1665          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1666          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1667          * quickly exit and free its memory.
1668          */
1669         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1670                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1671                 return;
1672         }
1673
1674         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1675         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1676         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1677                 struct css_task_iter it;
1678                 struct task_struct *task;
1679
1680                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1681                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1682                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1683                                                         false)) {
1684                         case OOM_SCAN_SELECT:
1685                                 if (chosen)
1686                                         put_task_struct(chosen);
1687                                 chosen = task;
1688                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1689                                 get_task_struct(chosen);
1690                                 /* fall through */
1691                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1692                                 continue;
1693                         case OOM_SCAN_ABORT:
1694                                 css_task_iter_end(&it);
1695                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1696                                 if (chosen)
1697                                         put_task_struct(chosen);
1698                                 return;
1699                         case OOM_SCAN_OK:
1700                                 break;
1701                         };
1702                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1703                         if (!points || points < chosen_points)
1704                                 continue;
1705                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1706                         if (points == chosen_points &&
1707                             thread_group_leader(chosen))
1708                                 continue;
1709
1710                         if (chosen)
1711                                 put_task_struct(chosen);
1712                         chosen = task;
1713                         chosen_points = points;
1714                         get_task_struct(chosen);
1715                 }
1716                 css_task_iter_end(&it);
1717         }
1718
1719         if (!chosen)
1720                 return;
1721         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1722         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1723                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1724 }
1725
1726 /**
1727  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1728  * @memcg: the target memcg
1729  * @nid: the node ID to be checked.
1730  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1731  *
1732  * This function returns whether the specified memcg contains any
1733  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1734  * pages in the node.
1735  */
1736 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1737                 int nid, bool noswap)
1738 {
1739         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1740                 return true;
1741         if (noswap || !total_swap_pages)
1742                 return false;
1743         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1744                 return true;
1745         return false;
1746
1747 }
1748 #if MAX_NUMNODES > 1
1749
1750 /*
1751  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1752  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1753  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1754  *
1755  */
1756 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1757 {
1758         int nid;
1759         /*
1760          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1761          * pagein/pageout changes since the last update.
1762          */
1763         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1764                 return;
1765         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1766                 return;
1767
1768         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1769         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1770
1771         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1772
1773                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1774                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1775         }
1776
1777         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1778         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1783  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1784  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1785  *
1786  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1787  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1788  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1789  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1790  *
1791  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1792  */
1793 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1794 {
1795         int node;
1796
1797         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1798         node = memcg->last_scanned_node;
1799
1800         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1801         if (node == MAX_NUMNODES)
1802                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1803         /*
1804          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1805          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1806          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1807          * we use curret node.
1808          */
1809         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1810                 node = numa_node_id();
1811
1812         memcg->last_scanned_node = node;
1813         return node;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1818  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1819  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1820  * enough new information. We need to do double check.
1821  */
1822 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1823 {
1824         int nid;
1825
1826         /*
1827          * quick check...making use of scan_node.
1828          * We can skip unused nodes.
1829          */
1830         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1831                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1832                      nid < MAX_NUMNODES;
1833                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1834
1835                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1836                                 return true;
1837                 }
1838         }
1839         /*
1840          * Check rest of nodes.
1841          */
1842         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1843                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1844                         continue;
1845                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1846                         return true;
1847         }
1848         return false;
1849 }
1850
1851 #else
1852 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1853 {
1854         return 0;
1855 }
1856
1857 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1858 {
1859         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1860 }
1861 #endif
1862
1863 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1864                                    struct zone *zone,
1865                                    gfp_t gfp_mask,
1866                                    unsigned long *total_scanned)
1867 {
1868         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1869         int total = 0;
1870         int loop = 0;
1871         unsigned long excess;
1872         unsigned long nr_scanned;
1873         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1874                 .zone = zone,
1875                 .priority = 0,
1876         };
1877
1878         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1879
1880         while (1) {
1881                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1882                 if (!victim) {
1883                         loop++;
1884                         if (loop >= 2) {
1885                                 /*
1886                                  * If we have not been able to reclaim
1887                                  * anything, it might because there are
1888                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1889                                  */
1890                                 if (!total)
1891                                         break;
1892                                 /*
1893                                  * We want to do more targeted reclaim.
1894                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1895                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1896                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1897                                  */
1898                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1899                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1900                                         break;
1901                         }
1902                         continue;
1903                 }
1904                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1905                         continue;
1906                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1907                                                      zone, &nr_scanned);
1908                 *total_scanned += nr_scanned;
1909                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1910                         break;
1911         }
1912         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1913         return total;
1914 }
1915
1916 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1917 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1918         .name = "memcg_oom_lock",
1919 };
1920 #endif
1921
1922 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1923
1924 /*
1925  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1926  * If someone is running, return false.
1927  */
1928 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1929 {
1930         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1931
1932         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1933
1934         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1935                 if (iter->oom_lock) {
1936                         /*
1937                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1938                          * so we cannot give a lock.
1939                          */
1940                         failed = iter;
1941                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1942                         break;
1943                 } else
1944                         iter->oom_lock = true;
1945         }
1946
1947         if (failed) {
1948                 /*
1949                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1950                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1951                  */
1952                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1953                         if (iter == failed) {
1954                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1955                                 break;
1956                         }
1957                         iter->oom_lock = false;
1958                 }
1959         } else
1960                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1961
1962         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1963
1964         return !failed;
1965 }
1966
1967 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1968 {
1969         struct mem_cgroup *iter;
1970
1971         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1972         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1973         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1974                 iter->oom_lock = false;
1975         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1976 }
1977
1978 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         struct mem_cgroup *iter;
1981
1982         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1983                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1984 }
1985
1986 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1987 {
1988         struct mem_cgroup *iter;
1989
1990         /*
1991          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1992          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1993          * atomic_add_unless() here.
1994          */
1995         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1996                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1997 }
1998
1999 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2000
2001 struct oom_wait_info {
2002         struct mem_cgroup *memcg;
2003         wait_queue_t    wait;
2004 };
2005
2006 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2007         unsigned mode, int sync, void *arg)
2008 {
2009         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2010         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2011         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2012
2013         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2014         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2015
2016         /*
2017          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2018          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2019          */
2020         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2021                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2022                 return 0;
2023         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2024 }
2025
2026 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2027 {
2028         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2029         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2030         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2031 }
2032
2033 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2036                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2037 }
2038
2039 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2040 {
2041         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2042                 return;
2043         /*
2044          * We are in the middle of the charge context here, so we
2045          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2046          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2047          *
2048          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2049          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2050          * invocation might not even be necessary.
2051          *
2052          * That's why we don't do anything here except remember the
2053          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2054          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2055          * and when we know whether the fault was overall successful.
2056          */
2057         css_get(&memcg->css);
2058         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2059         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2060         current->memcg_oom.order = order;
2061 }
2062
2063 /**
2064  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2065  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2066  *
2067  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2068  * handler was enabled.
2069  *
2070  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2071  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2072  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2073  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2074  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2075  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2076  *
2077  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2078  * completed, %false otherwise.
2079  */
2080 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2081 {
2082         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2083         struct oom_wait_info owait;
2084         bool locked;
2085
2086         /* OOM is global, do not handle */
2087         if (!memcg)
2088                 return false;
2089
2090         if (!handle)
2091                 goto cleanup;
2092
2093         owait.memcg = memcg;
2094         owait.wait.flags = 0;
2095         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2096         owait.wait.private = current;
2097         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2098
2099         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2100         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2101
2102         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2103
2104         if (locked)
2105                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2106
2107         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2108                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2109                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2110                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2111                                          current->memcg_oom.order);
2112         } else {
2113                 schedule();
2114                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2115                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2116         }
2117
2118         if (locked) {
2119                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2120                 /*
2121                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2122                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2123                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2124                  */
2125                 memcg_oom_recover(memcg);
2126         }
2127 cleanup:
2128         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2129         css_put(&memcg->css);
2130         return true;
2131 }
2132
2133 /**
2134  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
2135  * @page: page that is going to change accounted state
2136  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
2137  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
2138  *
2139  * This function must mark the beginning of an accounted page state
2140  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
2141  * being moved to another memcg:
2142  *
2143  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2144  *   if (TestClearPageState(page))
2145  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2146  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2147  *
2148  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2149  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2150  * because page moving starts with an RCU grace period.
2151  *
2152  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2153  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2154  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2155  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2156  * account transaction might be complete.
2157  */
2158 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2159                                               bool *locked,
2160                                               unsigned long *flags)
2161 {
2162         struct mem_cgroup *memcg;
2163         struct page_cgroup *pc;
2164
2165         rcu_read_lock();
2166
2167         if (mem_cgroup_disabled())
2168                 return NULL;
2169
2170         pc = lookup_page_cgroup(page);
2171 again:
2172         memcg = pc->mem_cgroup;
2173         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2174                 return NULL;
2175
2176         *locked = false;
2177         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2178                 return memcg;
2179
2180         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2181         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2182                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2183                 goto again;
2184         }
2185         *locked = true;
2186
2187         return memcg;
2188 }
2189
2190 /**
2191  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2192  * @memcg: the memcg that was accounted against
2193  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2194  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2195  */
2196 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool locked,
2197                               unsigned long flags)
2198 {
2199         if (memcg && locked)
2200                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, &flags);
2201
2202         rcu_read_unlock();
2203 }
2204
2205 /**
2206  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2207  * @memcg: memcg to account against
2208  * @idx: page state item to account
2209  * @val: number of pages (positive or negative)
2210  *
2211  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2212  */
2213 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2214                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2215 {
2216         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2217
2218         if (memcg)
2219                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2224  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2225  */
2226 #define CHARGE_BATCH    32U
2227 struct memcg_stock_pcp {
2228         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2229         unsigned int nr_pages;
2230         struct work_struct work;
2231         unsigned long flags;
2232 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2233 };
2234 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2235 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2236
2237 /**
2238  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2239  * @memcg: memcg to consume from.
2240  * @nr_pages: how many pages to charge.
2241  *
2242  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2243  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2244  * service an allocation will refill the stock.
2245  *
2246  * returns true if successful, false otherwise.
2247  */
2248 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2249 {
2250         struct memcg_stock_pcp *stock;
2251         bool ret = false;
2252
2253         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2254                 return ret;
2255
2256         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2257         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2258                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2259                 ret = true;
2260         }
2261         put_cpu_var(memcg_stock);
2262         return ret;
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2267  */
2268 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2269 {
2270         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2271
2272         if (stock->nr_pages) {
2273                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2274                 if (do_swap_account)
2275                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2276                 stock->nr_pages = 0;
2277         }
2278         stock->cached = NULL;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2283  * a thread which is pinned to local cpu.
2284  */
2285 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2286 {
2287         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2288         drain_stock(stock);
2289         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2290 }
2291
2292 static void __init memcg_stock_init(void)
2293 {
2294         int cpu;
2295
2296         for_each_possible_cpu(cpu) {
2297                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2298                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2299                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2300         }
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2305  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2306  */
2307 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2308 {
2309         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2310
2311         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2312                 drain_stock(stock);
2313                 stock->cached = memcg;
2314         }
2315         stock->nr_pages += nr_pages;
2316         put_cpu_var(memcg_stock);
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2321  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2322  * until the work is done.
2323  */
2324 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2325 {
2326         int cpu, curcpu;
2327
2328         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2329         get_online_cpus();
2330         curcpu = get_cpu();
2331         for_each_online_cpu(cpu) {
2332                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2333                 struct mem_cgroup *memcg;
2334
2335                 memcg = stock->cached;
2336                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2337                         continue;
2338                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2339                         continue;
2340                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2341                         if (cpu == curcpu)
2342                                 drain_local_stock(&stock->work);
2343                         else
2344                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2345                 }
2346         }
2347         put_cpu();
2348
2349         if (!sync)
2350                 goto out;
2351
2352         for_each_online_cpu(cpu) {
2353                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2354                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2355                         flush_work(&stock->work);
2356         }
2357 out:
2358         put_online_cpus();
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2363  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2364  * expects some charges will be back later but cannot wait for it.
2365  */
2366 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2367 {
2368         /*
2369          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2370          */
2371         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2372                 return;
2373         drain_all_stock(root_memcg, false);
2374         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2375 }
2376
2377 /* This is a synchronous drain interface. */
2378 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2379 {
2380         /* called when force_empty is called */
2381         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2382         drain_all_stock(root_memcg, true);
2383         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2384 }
2385
2386 /*
2387  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2388  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2389  */
2390 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2391 {
2392         int i;
2393
2394         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2395         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2396                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2397
2398                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2399                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2400         }
2401         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2402                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2403
2404                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2405                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2406         }
2407         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2408 }
2409
2410 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2411                                         unsigned long action,
2412                                         void *hcpu)
2413 {
2414         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2415         struct memcg_stock_pcp *stock;
2416         struct mem_cgroup *iter;
2417
2418         if (action == CPU_ONLINE)
2419                 return NOTIFY_OK;
2420
2421         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2422                 return NOTIFY_OK;
2423
2424         for_each_mem_cgroup(iter)
2425                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2426
2427         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2428         drain_stock(stock);
2429         return NOTIFY_OK;
2430 }
2431
2432 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2433                       unsigned int nr_pages)
2434 {
2435         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2436         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2437         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2438         struct page_counter *counter;
2439         unsigned long nr_reclaimed;
2440         bool may_swap = true;
2441         bool drained = false;
2442         int ret = 0;
2443
2444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2445                 goto done;
2446 retry:
2447         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2448                 goto done;
2449
2450         if (!do_swap_account ||
2451             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2452                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2453                         goto done_restock;
2454                 if (do_swap_account)
2455                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2456                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2457         } else {
2458                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2459                 may_swap = false;
2460         }
2461
2462         if (batch > nr_pages) {
2463                 batch = nr_pages;
2464                 goto retry;
2465         }
2466
2467         /*
2468          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2469          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2470          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2471          * free their memory.
2472          */
2473         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2474                      fatal_signal_pending(current) ||
2475                      current->flags & PF_EXITING))
2476                 goto bypass;
2477
2478         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2479                 goto nomem;
2480
2481         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2482                 goto nomem;
2483
2484         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2485                                                     gfp_mask, may_swap);
2486
2487         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2488                 goto retry;
2489
2490         if (!drained) {
2491                 drain_all_stock_async(mem_over_limit);
2492                 drained = true;
2493                 goto retry;
2494         }
2495
2496         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2497                 goto nomem;
2498         /*
2499          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2500          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2501          * before killing the task.
2502          *
2503          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2504          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2505          * to regular pages anyway in case of failure.
2506          */
2507         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2508                 goto retry;
2509         /*
2510          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2511          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2512          */
2513         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2514                 goto retry;
2515
2516         if (nr_retries--)
2517                 goto retry;
2518
2519         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2520                 goto bypass;
2521
2522         if (fatal_signal_pending(current))
2523                 goto bypass;
2524
2525         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2526 nomem:
2527         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2528                 return -ENOMEM;
2529 bypass:
2530         return -EINTR;
2531
2532 done_restock:
2533         if (batch > nr_pages)
2534                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2535 done:
2536         return ret;
2537 }
2538
2539 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2540 {
2541         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2542                 return;
2543
2544         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2545         if (do_swap_account)
2546                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2547 }
2548
2549 /*
2550  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2551  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2552  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2553  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2554  */
2555 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2556 {
2557         /* ID 0 is unused ID */
2558         if (!id)
2559                 return NULL;
2560         return mem_cgroup_from_id(id);
2561 }
2562
2563 /*
2564  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2565  * @page: the page
2566  *
2567  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2568  *
2569  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2570  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2571  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2572  */
2573 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2574 {
2575         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2576         struct page_cgroup *pc;
2577         unsigned short id;
2578         swp_entry_t ent;
2579
2580         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2581
2582         pc = lookup_page_cgroup(page);
2583         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2584                 memcg = pc->mem_cgroup;
2585                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2586                         memcg = NULL;
2587         } else if (PageSwapCache(page)) {
2588                 ent.val = page_private(page);
2589                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2590                 rcu_read_lock();
2591                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2592                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2593                         memcg = NULL;
2594                 rcu_read_unlock();
2595         }
2596         return memcg;
2597 }
2598
2599 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2600 {
2601         struct zone *zone = page_zone(page);
2602
2603         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2604         if (PageLRU(page)) {
2605                 struct lruvec *lruvec;
2606
2607                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2608                 ClearPageLRU(page);
2609                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2610                 *isolated = 1;
2611         } else
2612                 *isolated = 0;
2613 }
2614
2615 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2616 {
2617         struct zone *zone = page_zone(page);
2618
2619         if (isolated) {
2620                 struct lruvec *lruvec;
2621
2622                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2623                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2624                 SetPageLRU(page);
2625                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2626         }
2627         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2628 }
2629
2630 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2631                           bool lrucare)
2632 {
2633         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2634         int isolated;
2635
2636         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2637         /*
2638          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2639          * accessed by any other context at this point.
2640          */
2641
2642         /*
2643          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2644          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2645          */
2646         if (lrucare)
2647                 lock_page_lru(page, &isolated);
2648
2649         /*
2650          * Nobody should be changing or seriously looking at
2651          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2652          *
2653          * - the page is uncharged
2654          *
2655          * - the page is off-LRU
2656          *
2657          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2658          *   a locked page table
2659          *
2660          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2661          *   have the page locked
2662          */
2663         pc->mem_cgroup = memcg;
2664         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2665
2666         if (lrucare)
2667                 unlock_page_lru(page, isolated);
2668 }
2669
2670 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2671 /*
2672  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2673  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2674  */
2675 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2676
2677 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2678
2679 /*
2680  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2681  * in the memcg_cache_params struct.
2682  */
2683 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2684 {
2685         struct kmem_cache *cachep;
2686
2687         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2688         cachep = p->root_cache;
2689         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2690 }
2691
2692 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2693 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2694 {
2695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2696         struct memcg_cache_params *params;
2697
2698         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2699                 return -EIO;
2700
2701         print_slabinfo_header(m);
2702
2703         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2704         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2705                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2706         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2707
2708         return 0;
2709 }
2710 #endif
2711
2712 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2713                              unsigned long nr_pages)
2714 {
2715         struct page_counter *counter;
2716         int ret = 0;
2717
2718         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2719         if (ret < 0)
2720                 return ret;
2721
2722         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2723         if (ret == -EINTR)  {
2724                 /*
2725                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2726                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2727                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2728                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2729                  * perspective, the cache has already been selected, by
2730                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2731                  * our minds.
2732                  *
2733                  * This condition will only trigger if the task entered
2734                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2735                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2736                  * when the allocation triggers should have been already
2737                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2738                  */
2739                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2740                 if (do_swap_account)
2741                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2742                 ret = 0;
2743         } else if (ret)
2744                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2745
2746         return ret;
2747 }
2748
2749 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2750                                 unsigned long nr_pages)
2751 {
2752         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2753         if (do_swap_account)
2754                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2755
2756         /* Not down to 0 */
2757         if (page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages))
2758                 return;
2759
2760         /*
2761          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2762          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2763          * outliving the memcg existence.
2764          *
2765          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2766          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2767          */
2768         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2769                 css_put(&memcg->css);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2774  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2775  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2776  */
2777 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2778 {
2779         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2780 }
2781
2782 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2783 {
2784         int id, size;
2785         int err;
2786
2787         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2788                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2789         if (id < 0)
2790                 return id;
2791
2792         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2793                 return id;
2794
2795         /*
2796          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2797          * so we have to grow them.
2798          */
2799
2800         size = 2 * (id + 1);
2801         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2802                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2803         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2804                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2805
2806         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2807         err = memcg_update_all_caches(size);
2808         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2809
2810         if (err) {
2811                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2812                 return err;
2813         }
2814         return id;
2815 }
2816
2817 static void memcg_free_cache_id(int id)
2818 {
2819         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2820 }
2821
2822 /*
2823  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2824  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2825  * calling this.
2826  */
2827 void memcg_update_array_size(int num)
2828 {
2829         memcg_limited_groups_array_size = num;
2830 }
2831
2832 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2833                                  struct kmem_cache *root_cache)
2834 {
2835         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2836                                                      memcg_slab_mutex */
2837         struct kmem_cache *cachep;
2838         int id;
2839
2840         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2841
2842         id = memcg_cache_id(memcg);
2843
2844         /*
2845          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2846          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2847          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2848          */
2849         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2850                 return;
2851
2852         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2853         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2854         /*
2855          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2856          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2857          * cache.
2858          */
2859         if (!cachep)
2860                 return;
2861
2862         css_get(&memcg->css);
2863         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2864
2865         /*
2866          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2867          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2868          * initialized.
2869          */
2870         smp_wmb();
2871
2872         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2873         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2874 }
2875
2876 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2877 {
2878         struct kmem_cache *root_cache;
2879         struct mem_cgroup *memcg;
2880         int id;
2881
2882         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2883
2884         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2885
2886         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2887         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2888         id = memcg_cache_id(memcg);
2889
2890         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2891         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2892
2893         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2894
2895         kmem_cache_destroy(cachep);
2896
2897         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2898         css_put(&memcg->css);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2903  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2904  * enqueing new caches to be created.
2905  *
2906  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2907  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2908  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2909  * objects during debug.
2910  *
2911  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2912  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2913  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2914  * cache again, failing at the same point.
2915  *
2916  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2917  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2918  * inside the following two functions.
2919  */
2920 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2921 {
2922         VM_BUG_ON(!current->mm);
2923         current->memcg_kmem_skip_account++;
2924 }
2925
2926 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2927 {
2928         VM_BUG_ON(!current->mm);
2929         current->memcg_kmem_skip_account--;
2930 }
2931
2932 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2933 {
2934         struct kmem_cache *c;
2935         int i, failed = 0;
2936
2937         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2938         for_each_memcg_cache_index(i) {
2939                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2940                 if (!c)
2941                         continue;
2942
2943                 memcg_unregister_cache(c);
2944
2945                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2946                         failed++;
2947         }
2948         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2949         return failed;
2950 }
2951
2952 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2953 {
2954         struct kmem_cache *cachep;
2955         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2956
2957         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2958                 return;
2959
2960         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2961         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2962                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2963                 kmem_cache_shrink(cachep);
2964                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2965                         memcg_unregister_cache(cachep);
2966         }
2967         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2968 }
2969
2970 struct memcg_register_cache_work {
2971         struct mem_cgroup *memcg;
2972         struct kmem_cache *cachep;
2973         struct work_struct work;
2974 };
2975
2976 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2977 {
2978         struct memcg_register_cache_work *cw =
2979                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2980         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2981         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2982
2983         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2984         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2985         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2986
2987         css_put(&memcg->css);
2988         kfree(cw);
2989 }
2990
2991 /*
2992  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2993  */
2994 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2995                                             struct kmem_cache *cachep)
2996 {
2997         struct memcg_register_cache_work *cw;
2998
2999         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3000         if (cw == NULL) {
3001                 css_put(&memcg->css);
3002                 return;
3003         }
3004
3005         cw->memcg = memcg;
3006         cw->cachep = cachep;
3007
3008         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3009         schedule_work(&cw->work);
3010 }
3011
3012 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3013                                           struct kmem_cache *cachep)
3014 {
3015         /*
3016          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3017          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3018          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3019          *
3020          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3021          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3022          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3023          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3024          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3025          */
3026         memcg_stop_kmem_account();
3027         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3028         memcg_resume_kmem_account();
3029 }
3030
3031 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3032 {
3033         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3034         int res;
3035
3036         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
3037         if (!res)
3038                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3039         return res;
3040 }
3041
3042 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3043 {
3044         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3045
3046         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
3047         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3048 }
3049
3050 /*
3051  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3052  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3053  *
3054  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3055  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3056  * in a workqueue.
3057  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3058  * the original cache.
3059  *
3060  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3061  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3062  */
3063 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3064                                           gfp_t gfp)
3065 {
3066         struct mem_cgroup *memcg;
3067         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3068
3069         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3070         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3071
3072         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3073                 return cachep;
3074
3075         rcu_read_lock();
3076         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3077
3078         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3079                 goto out;
3080
3081         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3082         if (likely(memcg_cachep)) {
3083                 cachep = memcg_cachep;
3084                 goto out;
3085         }
3086
3087         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3088         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3089                 goto out;
3090         rcu_read_unlock();
3091
3092         /*
3093          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3094          * context), we could be be predictable and return right away.
3095          * This would guarantee that the allocation being performed
3096          * already belongs in the new cache.
3097          *
3098          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3099          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3100          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3101          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3102          * defer everything.
3103          */
3104         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3105         return cachep;
3106 out:
3107         rcu_read_unlock();
3108         return cachep;
3109 }
3110
3111 /*
3112  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3113  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3114  * need a further commit step to do the final arrangements.
3115  *
3116  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3117  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3118  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3119  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3120  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3121  * the compiled-out case as well.
3122  *
3123  * Returning true means the allocation is possible.
3124  */
3125 bool
3126 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3127 {
3128         struct mem_cgroup *memcg;
3129         int ret;
3130
3131         *_memcg = NULL;
3132
3133         /*
3134          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3135          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3136          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3137          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3138          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3139          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3140          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3141          * altogether.
3142          *
3143          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3144          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3145          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3146          * the SLUB allocator:
3147          *
3148          *      memcg_stop_kmem_account();
3149          *      kmalloc(<large_number>)
3150          *      memcg_resume_kmem_account();
3151          *
3152          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3153          * since it will drive us directly to this function without passing
3154          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3155          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3156          * cache arrays. We bring this test here.
3157          */
3158         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3159                 return true;
3160
3161         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3162
3163         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
3164                 css_put(&memcg->css);
3165                 return true;
3166         }
3167
3168         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
3169         if (!ret)
3170                 *_memcg = memcg;
3171
3172         css_put(&memcg->css);
3173         return (ret == 0);
3174 }
3175
3176 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3177                               int order)
3178 {
3179         struct page_cgroup *pc;
3180
3181         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3182
3183         /* The page allocation failed. Revert */
3184         if (!page) {
3185                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3186                 return;
3187         }
3188         /*
3189          * The page is freshly allocated and not visible to any
3190          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3191          */
3192         pc = lookup_page_cgroup(page);
3193         pc->mem_cgroup = memcg;
3194         pc->flags = PCG_USED;
3195 }
3196
3197 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3198 {
3199         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3200         struct page_cgroup *pc;
3201
3202
3203         pc = lookup_page_cgroup(page);
3204         if (!PageCgroupUsed(pc))
3205                 return;
3206
3207         memcg = pc->mem_cgroup;
3208         pc->flags = 0;
3209
3210         /*
3211          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3212          * is a valid allocation
3213          */
3214         if (!memcg)
3215                 return;
3216
3217         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3218         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3219 }
3220 #else
3221 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3222 {
3223 }
3224 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3225
3226 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3227
3228 /*
3229  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3230  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3231  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3232  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3233  */
3234 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3235 {
3236         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3237         struct page_cgroup *pc;
3238         struct mem_cgroup *memcg;
3239         int i;
3240
3241         if (mem_cgroup_disabled())
3242                 return;
3243
3244         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3245         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3246                 pc = head_pc + i;
3247                 pc->mem_cgroup = memcg;
3248                 pc->flags = head_pc->flags;
3249         }
3250         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3251                        HPAGE_PMD_NR);
3252 }
3253 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3254
3255 /**
3256  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3257  * @page: the page
3258  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3259  * @pc: page_cgroup of the page.
3260  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3261  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3262  *
3263  * The caller must confirm following.
3264  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3265  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3266  *
3267  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3268  * from old cgroup.
3269  */
3270 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3271                                    unsigned int nr_pages,
3272                                    struct page_cgroup *pc,
3273                                    struct mem_cgroup *from,
3274                                    struct mem_cgroup *to)
3275 {
3276         unsigned long flags;
3277         int ret;
3278
3279         VM_BUG_ON(from == to);
3280         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3281         /*
3282          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3283          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3284          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3285          * hold it.
3286          */
3287         ret = -EBUSY;
3288         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3289                 goto out;
3290
3291         /*
3292          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3293          * of its source page while we change it: page migration takes
3294          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3295          */
3296         if (!trylock_page(page))
3297                 goto out;
3298
3299         ret = -EINVAL;
3300         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3301                 goto out_unlock;
3302
3303         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3304
3305         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3306                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3307                                nr_pages);
3308                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3309                                nr_pages);
3310         }
3311
3312         if (PageWriteback(page)) {
3313                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3314                                nr_pages);
3315                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3316                                nr_pages);
3317         }
3318
3319         /*
3320          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3321          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3322          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3323          */
3324
3325         /* caller should have done css_get */
3326         pc->mem_cgroup = to;
3327         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3328         ret = 0;
3329
3330         local_irq_disable();
3331         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3332         memcg_check_events(to, page);
3333         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3334         memcg_check_events(from, page);
3335         local_irq_enable();
3336 out_unlock:
3337         unlock_page(page);
3338 out:
3339         return ret;
3340 }
3341
3342 /**
3343  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3344  * @page: the page to move
3345  * @pc: page_cgroup of the page
3346  * @child: page's cgroup
3347  *
3348  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3349  * parent (aka use_hierarchy==0).
3350  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3351  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3352  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3353  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3354  * on the next attempt and the call should be retried later.
3355  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3356  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3357  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3358  * LRU or vanish.
3359  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3360  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3361  * disappear in the next attempt.
3362  */
3363 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3364                                   struct page_cgroup *pc,
3365                                   struct mem_cgroup *child)
3366 {
3367         struct mem_cgroup *parent;
3368         unsigned int nr_pages;
3369         unsigned long uninitialized_var(flags);
3370         int ret;
3371
3372         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3373
3374         ret = -EBUSY;
3375         if (!get_page_unless_zero(page))
3376                 goto out;
3377         if (isolate_lru_page(page))
3378                 goto put;
3379
3380         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3381
3382         parent = parent_mem_cgroup(child);
3383         /*
3384          * If no parent, move charges to root cgroup.
3385          */
3386         if (!parent)
3387                 parent = root_mem_cgroup;
3388
3389         if (nr_pages > 1) {
3390                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3391                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3392         }
3393
3394         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3395                                 pc, child, parent);
3396         if (!ret) {
3397                 /* Take charge off the local counters */
3398                 page_counter_cancel(&child->memory, nr_pages);
3399                 if (do_swap_account)
3400                         page_counter_cancel(&child->memsw, nr_pages);
3401         }
3402
3403         if (nr_pages > 1)
3404                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3405         putback_lru_page(page);
3406 put:
3407         put_page(page);
3408 out:
3409         return ret;
3410 }
3411
3412 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3413 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3414                                          bool charge)
3415 {
3416         int val = (charge) ? 1 : -1;
3417         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3418 }
3419
3420 /**
3421  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3422  * @entry: swap entry to be moved
3423  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3424  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3425  *
3426  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3427  * as the mem_cgroup's id of @from.
3428  *
3429  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3430  *
3431  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3432  * both res and memsw, and called css_get().
3433  */
3434 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3435                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3436 {
3437         unsigned short old_id, new_id;
3438
3439         old_id = mem_cgroup_id(from);
3440         new_id = mem_cgroup_id(to);
3441
3442         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3443                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3444                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3445                 /*
3446                  * This function is only called from task migration context now.
3447                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3448                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3449                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3450                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3451                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3452                  *
3453                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3454                  * alive, so we can just call css_get().
3455                  */
3456                 css_get(&to->css);
3457                 return 0;
3458         }
3459         return -EINVAL;
3460 }
3461 #else
3462 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3463                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3464 {
3465         return -EINVAL;
3466 }
3467 #endif
3468
3469 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3470 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3471 {
3472         struct page_cgroup *pc;
3473
3474         pc = lookup_page_cgroup(page);
3475         /*
3476          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3477          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3478          * or when mem_cgroup_disabled().
3479          */
3480         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3481                 return pc;
3482         return NULL;
3483 }
3484
3485 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3486 {
3487         if (mem_cgroup_disabled())
3488                 return false;
3489
3490         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3491 }
3492
3493 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3494 {
3495         struct page_cgroup *pc;
3496
3497         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3498         if (pc) {
3499                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3500                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3501         }
3502 }
3503 #endif
3504
3505 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3506
3507 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3508                                    unsigned long limit)
3509 {
3510         unsigned long curusage;
3511         unsigned long oldusage;
3512         bool enlarge = false;
3513         int retry_count;
3514         int ret;
3515
3516         /*
3517          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3518          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3519          * of # of children which we should visit in this loop.
3520          */
3521         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3522                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3523
3524         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3525
3526         do {
3527                 if (signal_pending(current)) {
3528                         ret = -EINTR;
3529                         break;
3530                 }
3531
3532                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3533                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3534                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3535                         ret = -EINVAL;
3536                         break;
3537                 }
3538                 if (limit > memcg->memory.limit)
3539                         enlarge = true;
3540                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3541                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3542
3543                 if (!ret)
3544                         break;
3545
3546                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3547
3548                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3549                 /* Usage is reduced ? */
3550                 if (curusage >= oldusage)
3551                         retry_count--;
3552                 else
3553                         oldusage = curusage;
3554         } while (retry_count);
3555
3556         if (!ret && enlarge)
3557                 memcg_oom_recover(memcg);
3558
3559         return ret;
3560 }
3561
3562 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3563                                          unsigned long limit)
3564 {
3565         unsigned long curusage;
3566         unsigned long oldusage;
3567         bool enlarge = false;
3568         int retry_count;
3569         int ret;
3570
3571         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3572         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3573                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3574
3575         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3576
3577         do {
3578                 if (signal_pending(current)) {
3579                         ret = -EINTR;
3580                         break;
3581                 }
3582
3583                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3584                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3585                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3586                         ret = -EINVAL;
3587                         break;
3588                 }
3589                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3590                         enlarge = true;
3591                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3592                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3593
3594                 if (!ret)
3595                         break;
3596
3597                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3598
3599                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3600                 /* Usage is reduced ? */
3601                 if (curusage >= oldusage)
3602                         retry_count--;
3603                 else
3604                         oldusage = curusage;
3605         } while (retry_count);
3606
3607         if (!ret && enlarge)
3608                 memcg_oom_recover(memcg);
3609
3610         return ret;
3611 }
3612
3613 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3614                                             gfp_t gfp_mask,
3615                                             unsigned long *total_scanned)
3616 {
3617         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3618         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3619         unsigned long reclaimed;
3620         int loop = 0;
3621         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3622         unsigned long excess;
3623         unsigned long nr_scanned;
3624
3625         if (order > 0)
3626                 return 0;
3627
3628         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3629         /*
3630          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3631          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3632          * pressure
3633          */
3634         do {
3635                 if (next_mz)
3636                         mz = next_mz;
3637                 else
3638                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3639                 if (!mz)
3640                         break;
3641
3642                 nr_scanned = 0;
3643                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3644                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3645                 nr_reclaimed += reclaimed;
3646                 *total_scanned += nr_scanned;
3647                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3648
3649                 /*
3650                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3651                  * it is time to move on to the next cgroup
3652                  */
3653                 next_mz = NULL;
3654                 if (!reclaimed) {
3655                         do {
3656                                 /*
3657                                  * Loop until we find yet another one.
3658                                  *
3659                                  * By the time we get the soft_limit lock
3660                                  * again, someone might have aded the
3661                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3662                                  * make sure we get a different mem.
3663                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3664                                  * NULL if no other cgroup is present on
3665                                  * the tree
3666                                  */
3667                                 next_mz =
3668                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3669                                 if (next_mz == mz)
3670                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3671                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3672                                         break;
3673                         } while (1);
3674                 }
3675                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3676                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3677                 /*
3678                  * One school of thought says that we should not add
3679                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3680                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3681                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3682                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3683                  * term TODO.
3684                  */
3685                 /* If excess == 0, no tree ops */
3686                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3687                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3688                 css_put(&mz->memcg->css);
3689                 loop++;
3690                 /*
3691                  * Could not reclaim anything and there are no more
3692                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3693                  * reclaiming anything.
3694                  */
3695                 if (!nr_reclaimed &&
3696                         (next_mz == NULL ||
3697                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3698                         break;
3699         } while (!nr_reclaimed);
3700         if (next_mz)
3701                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3702         return nr_reclaimed;
3703 }
3704
3705 /**
3706  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3707  * @memcg: group to clear
3708  * @node: NUMA node
3709  * @zid: zone id
3710  * @lru: lru to to clear
3711  *
3712  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3713  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3714  * group.
3715  */
3716 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3717                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3718 {
3719         struct lruvec *lruvec;
3720         unsigned long flags;
3721         struct list_head *list;
3722         struct page *busy;
3723         struct zone *zone;
3724
3725         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3726         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3727         list = &lruvec->lists[lru];
3728
3729         busy = NULL;
3730         do {
3731                 struct page_cgroup *pc;
3732                 struct page *page;
3733
3734                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3735                 if (list_empty(list)) {
3736                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3737                         break;
3738                 }
3739                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3740                 if (busy == page) {
3741                         list_move(&page->lru, list);
3742                         busy = NULL;
3743                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3744                         continue;
3745                 }
3746                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3747
3748                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3749
3750                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3751                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3752                         busy = page;
3753                 } else
3754                         busy = NULL;
3755                 cond_resched();
3756         } while (!list_empty(list));
3757 }
3758
3759 /*
3760  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3761  * all the charges and pages to the parent.
3762  * This enables deleting this mem_cgroup.
3763  *
3764  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3765  */
3766 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3767 {
3768         int node, zid;
3769
3770         do {
3771                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3772                 lru_add_drain_all();
3773                 drain_all_stock_sync(memcg);
3774                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3775                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3776                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3777                                 enum lru_list lru;
3778                                 for_each_lru(lru) {
3779                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3780                                                         node, zid, lru);
3781                                 }
3782                         }
3783                 }
3784                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3785                 memcg_oom_recover(memcg);
3786                 cond_resched();
3787
3788                 /*
3789                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
3790                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
3791                  * expect their value to drop to 0 here.
3792                  * Having res filled up with kmem only is enough.
3793                  *
3794                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3795                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3796                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3797                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3798                  * charge before adding to the LRU.
3799                  */
3800         } while (page_counter_read(&memcg->memory) -
3801                  page_counter_read(&memcg->kmem) > 0);
3802 }
3803
3804 /*
3805  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3806  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3807  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3808  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3809  */
3810 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3811 {
3812         bool ret;
3813
3814         /*
3815          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3816          * it prevents a new child from being initialized based on this
3817          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3818          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3819          */
3820         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3821
3822         rcu_read_lock();
3823         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3824         rcu_read_unlock();
3825         return ret;
3826 }
3827
3828 /*
3829  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3830  * the rest to the parent.
3831  *
3832  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3833  */
3834 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3835 {
3836         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3837
3838         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3839         lru_add_drain_all();
3840         /* try to free all pages in this cgroup */
3841         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3842                 int progress;
3843
3844                 if (signal_pending(current))
3845                         return -EINTR;
3846
3847                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3848                                                         GFP_KERNEL, true);
3849                 if (!progress) {
3850                         nr_retries--;
3851                         /* maybe some writeback is necessary */
3852                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3853                 }
3854
3855         }
3856
3857         return 0;
3858 }
3859
3860 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3861                                             char *buf, size_t nbytes,
3862                                             loff_t off)
3863 {
3864         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3865
3866         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3867                 return -EINVAL;
3868         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3869 }
3870
3871 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3872                                      struct cftype *cft)
3873 {
3874         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3875 }
3876
3877 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3878                                       struct cftype *cft, u64 val)
3879 {
3880         int retval = 0;
3881         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3882         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3883
3884         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3885
3886         if (memcg->use_hierarchy == val)
3887                 goto out;
3888
3889         /*
3890          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3891          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3892          * occur, provided the current cgroup has no children.
3893          *
3894          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3895          * set if there are no children.
3896          */
3897         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3898                                 (val == 1 || val == 0)) {
3899                 if (!memcg_has_children(memcg))
3900                         memcg->use_hierarchy = val;
3901                 else
3902                         retval = -EBUSY;
3903         } else
3904                 retval = -EINVAL;
3905
3906 out:
3907         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3908
3909         return retval;
3910 }
3911
3912 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3913                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3914 {
3915         struct mem_cgroup *iter;
3916         long val = 0;
3917
3918         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3919         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3920                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3921
3922         if (val < 0) /* race ? */
3923                 val = 0;
3924         return val;
3925 }
3926
3927 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3928 {
3929         u64 val;
3930
3931         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3932                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3933                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3934                 if (swap)
3935                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3936         } else {
3937                 if (!swap)
3938                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3939                 else
3940                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3941         }
3942         return val << PAGE_SHIFT;
3943 }
3944
3945 enum {
3946         RES_USAGE,
3947         RES_LIMIT,
3948         RES_MAX_USAGE,
3949         RES_FAILCNT,
3950         RES_SOFT_LIMIT,
3951 };
3952
3953 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3954                                struct cftype *cft)
3955 {
3956         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3957         struct page_counter *counter;
3958
3959         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3960         case _MEM:
3961                 counter = &memcg->memory;
3962                 break;
3963         case _MEMSWAP:
3964                 counter = &memcg->memsw;
3965                 break;
3966         case _KMEM:
3967                 counter = &memcg->kmem;
3968                 break;
3969         default:
3970                 BUG();
3971         }
3972
3973         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3974         case RES_USAGE:
3975                 if (counter == &memcg->memory)
3976                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3977                 if (counter == &memcg->memsw)
3978                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3979                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3980         case RES_LIMIT:
3981                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3982         case RES_MAX_USAGE:
3983                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3984         case RES_FAILCNT:
3985                 return counter->failcnt;
3986         case RES_SOFT_LIMIT:
3987                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3988         default:
3989                 BUG();
3990         }
3991 }
3992
3993 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3994 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
3995 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3996                                  unsigned long nr_pages)
3997 {
3998         int err = 0;
3999         int memcg_id;
4000
4001         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4002                 return 0;
4003
4004         /*
4005          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4006          * cgroups so let's stop accounting here.
4007          */
4008         memcg_stop_kmem_account();
4009
4010         /*
4011          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4012          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4013          * already joined.
4014          *
4015          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4016          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4017          * place, which makes the value quite meaningless.
4018          *
4019          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4020          * of course permitted.
4021          */
4022         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4023         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4024             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4025                 err = -EBUSY;
4026         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4027         if (err)
4028                 goto out;
4029
4030         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
4031         if (memcg_id < 0) {
4032                 err = memcg_id;
4033                 goto out;
4034         }
4035
4036         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4037         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4038
4039         /*
4040          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4041          * active bit set yet, so this should succeed.
4042          */
4043         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
4044         VM_BUG_ON(err);
4045
4046         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4047         /*
4048          * Setting the active bit after enabling static branching will
4049          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4050          * patched.
4051          */
4052         memcg_kmem_set_active(memcg);
4053 out:
4054         memcg_resume_kmem_account();
4055         return err;
4056 }
4057
4058 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4059                                unsigned long nr_pages)
4060 {
4061         int ret;
4062
4063         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4064         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, nr_pages);
4065         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4066         return ret;
4067 }
4068
4069 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4070                                    unsigned long limit)
4071 {
4072         int ret;
4073
4074         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
4075         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4076                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4077         else
4078                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
4079         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
4080         return ret;
4081 }
4082
4083 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4084 {
4085         int ret = 0;
4086         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4087
4088         if (!parent)
4089                 return 0;
4090
4091         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4092         /*
4093          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4094          * after this point, because it has at least one child already.
4095          */
4096         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4097                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4098         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4099         return ret;
4100 }
4101 #else
4102 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4103                                    unsigned long limit)
4104 {
4105         return -EINVAL;
4106 }
4107 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4108
4109 /*
4110  * The user of this function is...
4111  * RES_LIMIT.
4112  */
4113 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4114                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4115 {
4116         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4117         unsigned long nr_pages;
4118         int ret;
4119
4120         buf = strstrip(buf);
4121         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
4122         if (ret)
4123                 return ret;
4124
4125         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4126         case RES_LIMIT:
4127                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4128                         ret = -EINVAL;
4129                         break;
4130                 }
4131                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4132                 case _MEM:
4133                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
4134                         break;
4135                 case _MEMSWAP:
4136                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
4137                         break;
4138                 case _KMEM:
4139                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
4140                         break;
4141                 }
4142                 break;
4143         case RES_SOFT_LIMIT:
4144                 memcg->soft_limit = nr_pages;
4145                 ret = 0;
4146                 break;
4147         }
4148         return ret ?: nbytes;
4149 }
4150
4151 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4152                                 size_t nbytes, loff_t off)
4153 {
4154         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4155         struct page_counter *counter;
4156
4157         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4158         case _MEM:
4159                 counter = &memcg->memory;
4160                 break;
4161         case _MEMSWAP:
4162                 counter = &memcg->memsw;
4163                 break;
4164         case _KMEM:
4165                 counter = &memcg->kmem;
4166                 break;
4167         default:
4168                 BUG();
4169         }
4170
4171         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4172         case RES_MAX_USAGE:
4173                 page_counter_reset_watermark(counter);
4174                 break;
4175         case RES_FAILCNT:
4176                 counter->failcnt = 0;
4177                 break;
4178         default:
4179                 BUG();
4180         }
4181
4182         return nbytes;
4183 }
4184
4185 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4186                                         struct cftype *cft)
4187 {
4188         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4189 }
4190
4191 #ifdef CONFIG_MMU
4192 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4193                                         struct cftype *cft, u64 val)
4194 {
4195         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4196
4197         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4198                 return -EINVAL;
4199
4200         /*
4201          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4202          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4203          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4204          * affect task migrations starting after the change.
4205          */
4206         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4207         return 0;
4208 }
4209 #else
4210 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4211                                         struct cftype *cft, u64 val)
4212 {
4213         return -ENOSYS;
4214 }
4215 #endif
4216
4217 #ifdef CONFIG_NUMA
4218 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4219 {
4220         struct numa_stat {
4221                 const char *name;
4222                 unsigned int lru_mask;
4223         };
4224
4225         static const struct numa_stat stats[] = {
4226                 { "total", LRU_ALL },
4227                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4228                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4229                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4230         };
4231         const struct numa_stat *stat;
4232         int nid;
4233         unsigned long nr;
4234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4235
4236         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4237                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4238                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4239                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4240                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4241                                                           stat->lru_mask);
4242                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4243                 }
4244                 seq_putc(m, '\n');
4245         }
4246
4247         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4248                 struct mem_cgroup *iter;
4249
4250                 nr = 0;
4251                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4252                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4253                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4254                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4255                         nr = 0;
4256                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4257                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4258                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4259                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4260                 }
4261                 seq_putc(m, '\n');
4262         }
4263
4264         return 0;
4265 }
4266 #endif /* CONFIG_NUMA */
4267
4268 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4269 {
4270         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4271 }
4272
4273 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4274 {
4275         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4276         unsigned long memory, memsw;
4277         struct mem_cgroup *mi;
4278         unsigned int i;
4279
4280         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4281                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4282                         continue;
4283                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4284                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4285         }
4286
4287         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4288                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4289                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4290
4291         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4292                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4293                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4294
4295         /* Hierarchical information */
4296         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4297         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4298                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
4299                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
4300         }
4301         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4302                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4303         if (do_swap_account)
4304                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4305                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4306
4307         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4308                 long long val = 0;
4309
4310                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4311                         continue;
4312                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4313                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4314                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4315         }
4316
4317         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4318                 unsigned long long val = 0;
4319
4320                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4321                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4322                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4323                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4324         }
4325
4326         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4327                 unsigned long long val = 0;
4328
4329                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4330                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4331                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4332         }
4333
4334 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4335         {
4336                 int nid, zid;
4337                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4338                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4339                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4340                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4341
4342                 for_each_online_node(nid)
4343                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4344                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4345                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4346
4347                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4348                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4349                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4350                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4351                         }
4352                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4353                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4354                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4355                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4356         }
4357 #endif
4358
4359         return 0;
4360 }
4361
4362 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4363                                       struct cftype *cft)
4364 {
4365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4366
4367         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4368 }
4369
4370 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4371                                        struct cftype *cft, u64 val)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4374
4375         if (val > 100)
4376                 return -EINVAL;
4377
4378         if (css->parent)
4379                 memcg->swappiness = val;
4380         else
4381                 vm_swappiness = val;
4382
4383         return 0;
4384 }
4385
4386 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4387 {
4388         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4389         unsigned long usage;
4390         int i;
4391
4392         rcu_read_lock();
4393         if (!swap)
4394                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4395         else
4396                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4397
4398         if (!t)
4399                 goto unlock;
4400
4401         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4402
4403         /*
4404          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4405          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4406          * call of __mem_cgroup_threshold().
4407          */
4408         i = t->current_threshold;
4409
4410         /*
4411          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4412          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4413          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4414          * only one element of the array here.
4415          */
4416         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4417                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4418
4419         /* i = current_threshold + 1 */
4420         i++;
4421
4422         /*
4423          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4424          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4425          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4426          * only one element of the array here.
4427          */
4428         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4429                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4430
4431         /* Update current_threshold */
4432         t->current_threshold = i - 1;
4433 unlock:
4434         rcu_read_unlock();
4435 }
4436
4437 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4438 {
4439         while (memcg) {
4440                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4441                 if (do_swap_account)
4442                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4443
4444                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4445         }
4446 }
4447
4448 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4449 {
4450         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4451         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4452
4453         if (_a->threshold > _b->threshold)
4454                 return 1;
4455
4456         if (_a->threshold < _b->threshold)
4457                 return -1;
4458
4459         return 0;
4460 }
4461
4462 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4463 {
4464         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4465
4466         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4467
4468         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4469                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4470
4471         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4472         return 0;
4473 }
4474
4475 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4476 {
4477         struct mem_cgroup *iter;
4478
4479         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4480                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4481 }
4482
4483 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4484         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4485 {
4486         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4487         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4488         unsigned long threshold;
4489         unsigned long usage;
4490         int i, size, ret;
4491
4492         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4493         if (ret)
4494                 return ret;
4495
4496         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4497
4498         if (type == _MEM) {
4499                 thresholds = &memcg->thresholds;
4500                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4501         } else if (type == _MEMSWAP) {
4502                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4503                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4504         } else
4505                 BUG();
4506
4507         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4508         if (thresholds->primary)
4509                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4510
4511         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4512
4513         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4514         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4515                         GFP_KERNEL);
4516         if (!new) {
4517                 ret = -ENOMEM;
4518                 goto unlock;
4519         }
4520         new->size = size;
4521
4522         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4523         if (thresholds->primary) {
4524                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4525                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4526         }
4527
4528         /* Add new threshold */
4529         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4530         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4531
4532         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4533         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4534                         compare_thresholds, NULL);
4535
4536         /* Find current threshold */
4537         new->current_threshold = -1;
4538         for (i = 0; i < size; i++) {
4539                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4540                         /*
4541                          * new->current_threshold will not be used until
4542                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4543                          * it here.
4544                          */
4545                         ++new->current_threshold;
4546                 } else
4547                         break;
4548         }
4549
4550         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4551         kfree(thresholds->spare);
4552         thresholds->spare = thresholds->primary;
4553
4554         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4555
4556         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4557         synchronize_rcu();
4558
4559 unlock:
4560         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4561
4562         return ret;
4563 }
4564
4565 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4566         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4567 {
4568         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4569 }
4570
4571 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4572         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4573 {
4574         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4575 }
4576
4577 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4578         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4579 {
4580         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4581         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4582         unsigned long usage;
4583         int i, j, size;
4584
4585         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4586
4587         if (type == _MEM) {
4588                 thresholds = &memcg->thresholds;
4589                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4590         } else if (type == _MEMSWAP) {
4591                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4592                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4593         } else
4594                 BUG();
4595
4596         if (!thresholds->primary)
4597                 goto unlock;
4598
4599         /* Check if a threshold crossed before removing */
4600         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4601
4602         /* Calculate new number of threshold */
4603         size = 0;
4604         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4605                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4606                         size++;
4607         }
4608
4609         new = thresholds->spare;
4610
4611         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4612         if (!size) {
4613                 kfree(new);
4614                 new = NULL;
4615                 goto swap_buffers;
4616         }
4617
4618         new->size = size;
4619
4620         /* Copy thresholds and find current threshold */
4621         new->current_threshold = -1;
4622         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4623                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4624                         continue;
4625
4626                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4627                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4628                         /*
4629                          * new->current_threshold will not be used
4630                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4631                          * it here.
4632                          */
4633                         ++new->current_threshold;
4634                 }
4635                 j++;
4636         }
4637
4638 swap_buffers:
4639         /* Swap primary and spare array */
4640         thresholds->spare = thresholds->primary;
4641         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4642         if (!new) {
4643                 kfree(thresholds->spare);
4644                 thresholds->spare = NULL;
4645         }
4646
4647         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4648
4649         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4650         synchronize_rcu();
4651 unlock:
4652         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4653 }
4654
4655 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4656         struct eventfd_ctx *eventfd)
4657 {
4658         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4659 }
4660
4661 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4662         struct eventfd_ctx *eventfd)
4663 {
4664         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4665 }
4666
4667 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4668         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4669 {
4670         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4671
4672         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4673         if (!event)
4674                 return -ENOMEM;
4675
4676         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4677
4678         event->eventfd = eventfd;
4679         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4680
4681         /* already in OOM ? */
4682         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4683                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4684         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4685
4686         return 0;
4687 }
4688
4689 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4690         struct eventfd_ctx *eventfd)
4691 {
4692         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4693
4694         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4695
4696         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4697                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4698                         list_del(&ev->list);
4699                         kfree(ev);
4700                 }
4701         }
4702
4703         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4704 }
4705
4706 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4707 {
4708         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4709
4710         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4711         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4712         return 0;
4713 }
4714
4715 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4716         struct cftype *cft, u64 val)
4717 {
4718         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4719
4720         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4721         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4722                 return -EINVAL;
4723
4724         memcg->oom_kill_disable = val;
4725         if (!val)
4726                 memcg_oom_recover(memcg);
4727
4728         return 0;
4729 }
4730
4731 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4732 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4733 {
4734         int ret;
4735
4736         memcg->kmemcg_id = -1;
4737         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4738         if (ret)
4739                 return ret;
4740
4741         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4742 }
4743
4744 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4745 {
4746         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4747 }
4748
4749 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4750 {
4751         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4752                 return;
4753
4754         /*
4755          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4756          * pages, for instance, a page contain objects from various
4757          * processes. As we prevent from taking a reference for every
4758          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
4759          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
4760          *
4761          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
4762          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
4763          * reference is taken here before the group is marked dead
4764          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
4765          *
4766          * Although this might sound strange as this path is called from
4767          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
4768          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
4769          * fail) we do not have other options because of the kmem
4770          * allocations lifetime.
4771          */
4772         css_get(&memcg->css);
4773
4774         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
4775
4776         if (page_counter_read(&memcg->kmem))
4777                 return;
4778
4779         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
4780                 css_put(&memcg->css);
4781 }
4782 #else
4783 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4784 {
4785         return 0;
4786 }
4787
4788 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4789 {
4790 }
4791
4792 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4793 {
4794 }
4795 #endif
4796
4797 /*
4798  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4799  *
4800  * "cgroup.event_control" implementation.
4801  *
4802  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4803  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4804  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4805  *
4806  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4807  * possible.
4808  */
4809
4810 /*
4811  * Unregister event and free resources.
4812  *
4813  * Gets called from workqueue.
4814  */
4815 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4816 {
4817         struct mem_cgroup_event *event =
4818                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4819         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4820
4821         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4822
4823         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4824
4825         /* Notify userspace the event is going away. */
4826         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4827
4828         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4829         kfree(event);
4830         css_put(&memcg->css);
4831 }
4832
4833 /*
4834  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4835  *
4836  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4837  */
4838 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4839                             int sync, void *key)
4840 {
4841         struct mem_cgroup_event *event =
4842                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4843         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4844         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4845
4846         if (flags & POLLHUP) {
4847                 /*
4848                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4849                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4850                  * for us.
4851                  *
4852                  * We can't race against event freeing since the other
4853                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4854                  * which we hold.
4855                  */
4856                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4857                 if (!list_empty(&event->list)) {
4858                         list_del_init(&event->list);
4859                         /*
4860                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4861                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4862                          */
4863                         schedule_work(&event->remove);
4864                 }
4865                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4866         }
4867
4868         return 0;
4869 }
4870
4871 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4872                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4873 {
4874         struct mem_cgroup_event *event =
4875                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4876
4877         event->wqh = wqh;
4878         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4879 }
4880
4881 /*
4882  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4883  *
4884  * Parse input and register new cgroup event handler.
4885  *
4886  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4887  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4888  */
4889 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4890                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4891 {
4892         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4894         struct mem_cgroup_event *event;
4895         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4896         unsigned int efd, cfd;
4897         struct fd efile;
4898         struct fd cfile;
4899         const char *name;
4900         char *endp;
4901         int ret;
4902
4903         buf = strstrip(buf);
4904
4905         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4906         if (*endp != ' ')
4907                 return -EINVAL;
4908         buf = endp + 1;
4909
4910         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4911         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4912                 return -EINVAL;
4913         buf = endp + 1;
4914
4915         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4916         if (!event)
4917                 return -ENOMEM;
4918
4919         event->memcg = memcg;
4920         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4921         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4922         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4923         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4924
4925         efile = fdget(efd);
4926         if (!efile.file) {
4927                 ret = -EBADF;
4928                 goto out_kfree;
4929         }
4930
4931         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4932         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4933                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4934                 goto out_put_efile;
4935         }
4936
4937         cfile = fdget(cfd);
4938         if (!cfile.file) {
4939                 ret = -EBADF;
4940                 goto out_put_eventfd;
4941         }
4942
4943         /* the process need read permission on control file */
4944         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4945         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4946         if (ret < 0)
4947                 goto out_put_cfile;
4948
4949         /*
4950          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4951          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4952          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4953          * is for compatibility anyway.
4954          *
4955          * DO NOT ADD NEW FILES.
4956          */
4957         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
4958
4959         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4960                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4961                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4962         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4963                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4964                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4965         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4966                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4967                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4968         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4969                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4970                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4971         } else {
4972                 ret = -EINVAL;
4973                 goto out_put_cfile;
4974         }
4975
4976         /*
4977          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4978          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4979          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4980          */
4981         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
4982                                                &memory_cgrp_subsys);
4983         ret = -EINVAL;
4984         if (IS_ERR(cfile_css))
4985                 goto out_put_cfile;
4986         if (cfile_css != css) {
4987                 css_put(cfile_css);
4988                 goto out_put_cfile;
4989         }
4990
4991         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4992         if (ret)
4993                 goto out_put_css;
4994
4995         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4996
4997         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4998         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4999         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5000
5001         fdput(cfile);
5002         fdput(efile);
5003
5004         return nbytes;
5005
5006 out_put_css:
5007         css_put(css);
5008 out_put_cfile:
5009         fdput(cfile);
5010 out_put_eventfd:
5011         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5012 out_put_efile:
5013         fdput(efile);
5014 out_kfree:
5015         kfree(event);
5016
5017         return ret;
5018 }
5019
5020 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5021         {
5022                 .name = "usage_in_bytes",
5023                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5024                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5025         },
5026         {
5027                 .name = "max_usage_in_bytes",
5028                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5029                 .write = mem_cgroup_reset,
5030                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5031         },
5032         {
5033                 .name = "limit_in_bytes",
5034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5035                 .write = mem_cgroup_write,
5036                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5041                 .write = mem_cgroup_write,
5042                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5043         },
5044         {
5045                 .name = "failcnt",
5046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5047                 .write = mem_cgroup_reset,
5048                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5049         },
5050         {
5051                 .name = "stat",
5052                 .seq_show = memcg_stat_show,
5053         },
5054         {
5055                 .name = "force_empty",
5056                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5057         },
5058         {
5059                 .name = "use_hierarchy",
5060                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5061                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5062         },
5063         {
5064                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5065                 .write = memcg_write_event_control,
5066                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5067                 .mode = S_IWUGO,
5068         },
5069         {
5070                 .name = "swappiness",
5071                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5072                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5073         },
5074         {
5075                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5076                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5077                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5078         },
5079         {
5080                 .name = "oom_control",
5081                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5082                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5084         },
5085         {
5086                 .name = "pressure_level",
5087         },
5088 #ifdef CONFIG_NUMA
5089         {
5090                 .name = "numa_stat",
5091                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5092         },
5093 #endif
5094 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5095         {
5096                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5097                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5098                 .write = mem_cgroup_write,
5099                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5100         },
5101         {
5102                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5103                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5104                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5105         },
5106         {
5107                 .name = "kmem.failcnt",
5108                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5109                 .write = mem_cgroup_reset,
5110                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5111         },
5112         {
5113                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5114                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5115                 .write = mem_cgroup_reset,
5116                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5117         },
5118 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5119         {
5120                 .name = "kmem.slabinfo",
5121                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5122         },
5123 #endif
5124 #endif
5125         { },    /* terminate */
5126 };
5127
5128 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5129 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5130         {
5131                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5132                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5133                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5134         },
5135         {
5136                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5137                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5138                 .write = mem_cgroup_reset,
5139                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5140         },
5141         {
5142                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5143                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5144                 .write = mem_cgroup_write,
5145                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5146         },
5147         {
5148                 .name = "memsw.failcnt",
5149                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5150                 .write = mem_cgroup_reset,
5151                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5152         },
5153         { },    /* terminate */
5154 };
5155 #endif
5156 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5157 {
5158         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5159         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5160         int zone, tmp = node;
5161         /*
5162          * This routine is called against possible nodes.
5163          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5164          *
5165          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5166          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5167          *       function.
5168          */
5169         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5170                 tmp = -1;
5171         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5172         if (!pn)
5173                 return 1;
5174
5175         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5176                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5177                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5178                 mz->usage_in_excess = 0;
5179                 mz->on_tree = false;
5180                 mz->memcg = memcg;
5181         }
5182         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5183         return 0;
5184 }
5185
5186 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5187 {
5188         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5189 }
5190
5191 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5192 {
5193         struct mem_cgroup *memcg;
5194         size_t size;
5195
5196         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5197         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5198
5199         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5200         if (!memcg)
5201                 return NULL;
5202
5203         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5204         if (!memcg->stat)
5205                 goto out_free;
5206         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5207         return memcg;
5208
5209 out_free:
5210         kfree(memcg);
5211         return NULL;
5212 }
5213
5214 /*
5215  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5216  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5217  *
5218  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5219  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5220  * it goes down to 0.
5221  *
5222  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5223  */
5224
5225 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5226 {
5227         int node;
5228
5229         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5230
5231         for_each_node(node)
5232                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5233
5234         free_percpu(memcg->stat);
5235
5236         /*
5237          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5238          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5239          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5240          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5241          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5242          *
5243          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5244          * to move this code around, and make sure it is outside
5245          * the cgroup_lock.
5246          */
5247         disarm_static_keys(memcg);
5248         kfree(memcg);
5249 }
5250
5251 /*
5252  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5253  */
5254 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5255 {
5256         if (!memcg->memory.parent)
5257                 return NULL;
5258         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
5259 }
5260 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5261
5262 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5263 {
5264         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5265         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5266         int tmp, node, zone;
5267
5268         for_each_node(node) {
5269                 tmp = node;
5270                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5271                         tmp = -1;
5272                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5273                 BUG_ON(!rtpn);
5274
5275                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5276
5277                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5278                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5279                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5280                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5281                 }
5282         }
5283 }
5284
5285 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5286 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5287 {
5288         struct mem_cgroup *memcg;
5289         long error = -ENOMEM;
5290         int node;
5291
5292         memcg = mem_cgroup_alloc();
5293         if (!memcg)
5294                 return ERR_PTR(error);
5295
5296         for_each_node(node)
5297                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5298                         goto free_out;
5299
5300         /* root ? */
5301         if (parent_css == NULL) {
5302                 root_mem_cgroup = memcg;
5303                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5304                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5305                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5306         }
5307
5308         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5309         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5310         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5311         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5312         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5313         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5314         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5315         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5316
5317         return &memcg->css;
5318
5319 free_out:
5320         __mem_cgroup_free(memcg);
5321         return ERR_PTR(error);
5322 }
5323
5324 static int
5325 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5326 {
5327         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5328         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5329         int ret;
5330
5331         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5332                 return -ENOSPC;
5333
5334         if (!parent)
5335                 return 0;
5336
5337         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5338
5339         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5340         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5341         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5342
5343         if (parent->use_hierarchy) {
5344                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5345                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5346                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5347
5348                 /*
5349                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5350                  * core guarantees its existence.
5351                  */
5352         } else {
5353                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5354                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5355                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5356                 /*
5357                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5358                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5359                  * unfortunate state in our controller.
5360                  */
5361                 if (parent != root_mem_cgroup)
5362                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5363         }
5364         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5365
5366         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5367         if (ret)
5368                 return ret;
5369
5370         /*
5371          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
5372          * orders reading memcg->initialized against its callers
5373          * reading the memcg members.
5374          */
5375         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
5376
5377         return 0;
5378 }
5379
5380 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5381 {
5382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5383         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5384         struct cgroup_subsys_state *iter;
5385
5386         /*
5387          * Unregister events and notify userspace.
5388          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5389          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5390          */
5391         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5392         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5393                 list_del_init(&event->list);
5394                 schedule_work(&event->remove);
5395         }
5396         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5397
5398         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5399
5400         /*
5401          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
5402          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
5403          */
5404         css_for_each_descendant_post(iter, css)
5405                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
5406
5407         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5408         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5409 }
5410
5411 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5412 {
5413         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5414         /*
5415          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
5416          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
5417          * memcg does not do css_tryget_online() and page_counter charging
5418          * under the same RCU lock region, which means that charging
5419          * could race with offlining.  Offlining only happens to
5420          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
5421          * without any tasks from the swapin path when the target
5422          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
5423          * current task as it usually is.  A race like this can leak
5424          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
5425          * circulation:
5426          *
5427          * #0                        #1
5428          *                           lookup_swap_cgroup_id()
5429          *                           rcu_read_lock()
5430          *                           mem_cgroup_lookup()
5431          *                           css_tryget_online()
5432          *                           rcu_read_unlock()
5433          * disable css_tryget_online()
5434          * call_rcu()
5435          *   offline_css()
5436          *     reparent_charges()
5437          *                           page_counter_try_charge()
5438          *                           css_put()
5439          *                             css_free()
5440          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
5441          *                           add page to lru
5442          *
5443          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
5444          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
5445          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
5446          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
5447          * made after offlining:
5448          */
5449         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5450
5451         memcg_destroy_kmem(memcg);
5452         __mem_cgroup_free(memcg);
5453 }
5454
5455 /**
5456  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5457  * @css: the target css
5458  *
5459  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5460  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5461  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5462  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5463  * made visible again.
5464  *
5465  * The current implementation only resets the essential configurations.
5466  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5467  */
5468 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5469 {
5470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5471
5472         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5473         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5474         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5475         memcg->soft_limit = 0;
5476 }
5477
5478 #ifdef CONFIG_MMU
5479 /* Handlers for move charge at task migration. */
5480 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5481 {
5482         int ret;
5483
5484         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5485         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5486         if (!ret) {
5487                 mc.precharge += count;
5488                 return ret;
5489         }
5490         if (ret == -EINTR) {
5491                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5492                 return ret;
5493         }
5494
5495         /* Try charges one by one with reclaim */
5496         while (count--) {
5497                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5498                 /*
5499                  * In case of failure, any residual charges against
5500                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5501                  * later on.  However, cancel any charges that are
5502                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5503                  */
5504                 if (ret == -EINTR)
5505                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5506                 if (ret)
5507                         return ret;
5508                 mc.precharge++;
5509                 cond_resched();
5510         }
5511         return 0;
5512 }
5513
5514 /**
5515  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5516  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5517  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5518  * @ptent: the pte to be checked
5519  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5520  *
5521  * Returns
5522  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5523  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5524  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5525  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5526  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5527  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5528  *     in target->ent.
5529  *
5530  * Called with pte lock held.
5531  */
5532 union mc_target {
5533         struct page     *page;
5534         swp_entry_t     ent;
5535 };
5536
5537 enum mc_target_type {
5538         MC_TARGET_NONE = 0,
5539         MC_TARGET_PAGE,
5540         MC_TARGET_SWAP,
5541 };
5542
5543 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5544                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5545 {
5546         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5547
5548         if (!page || !page_mapped(page))
5549                 return NULL;
5550         if (PageAnon(page)) {
5551                 /* we don't move shared anon */
5552                 if (!move_anon())
5553                         return NULL;
5554         } else if (!move_file())
5555                 /* we ignore mapcount for file pages */
5556                 return NULL;
5557         if (!get_page_unless_zero(page))
5558                 return NULL;
5559
5560         return page;
5561 }
5562
5563 #ifdef CONFIG_SWAP
5564 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5565                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5566 {
5567         struct page *page = NULL;
5568         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5569
5570         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5571                 return NULL;
5572         /*
5573          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5574          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5575          */
5576         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5577         if (do_swap_account)
5578                 entry->val = ent.val;
5579
5580         return page;
5581 }
5582 #else
5583 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5584                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5585 {
5586         return NULL;
5587 }
5588 #endif
5589
5590 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5591                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5592 {
5593         struct page *page = NULL;
5594         struct address_space *mapping;
5595         pgoff_t pgoff;
5596
5597         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5598                 return NULL;
5599         if (!move_file())
5600                 return NULL;
5601
5602         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5603         if (pte_none(ptent))
5604                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5605         else /* pte_file(ptent) is true */
5606                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5607
5608         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5609 #ifdef CONFIG_SWAP
5610         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5611         if (shmem_mapping(mapping)) {
5612                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5613                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5614                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5615                         if (do_swap_account)
5616                                 *entry = swp;
5617                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5618                 }
5619         } else
5620                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5621 #else
5622         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5623 #endif
5624         return page;
5625 }
5626
5627 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5628                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5629 {
5630         struct page *page = NULL;
5631         struct page_cgroup *pc;
5632         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5633         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5634
5635         if (pte_present(ptent))
5636                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5637         else if (is_swap_pte(ptent))
5638                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5639         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5640                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5641
5642         if (!page && !ent.val)
5643                 return ret;
5644         if (page) {
5645                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5646                 /*
5647                  * Do only loose check w/o serialization.
5648                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5649                  * not under LRU exclusion.
5650                  */
5651                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5652                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5653                         if (target)
5654                                 target->page = page;
5655                 }
5656                 if (!ret || !target)
5657                         put_page(page);
5658         }
5659         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5660         if (ent.val && !ret &&
5661             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5662                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5663                 if (target)
5664                         target->ent = ent;
5665         }
5666         return ret;
5667 }
5668
5669 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5670 /*
5671  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5672  * support them for now.
5673  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5674  */
5675 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5676                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5677 {
5678         struct page *page = NULL;
5679         struct page_cgroup *pc;
5680         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5681
5682         page = pmd_page(pmd);
5683         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5684         if (!move_anon())
5685                 return ret;
5686         pc = lookup_page_cgroup(page);
5687         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5688                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5689                 if (target) {
5690                         get_page(page);
5691                         target->page = page;
5692                 }
5693         }
5694         return ret;
5695 }
5696 #else
5697 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5698                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5699 {
5700         return MC_TARGET_NONE;
5701 }
5702 #endif
5703
5704 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5705                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5706                                         struct mm_walk *walk)
5707 {
5708         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5709         pte_t *pte;
5710         spinlock_t *ptl;
5711
5712         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5713                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5714                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5715                 spin_unlock(ptl);
5716                 return 0;
5717         }
5718
5719         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5720                 return 0;
5721         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5722         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5723                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5724                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5725         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5726         cond_resched();
5727
5728         return 0;
5729 }
5730
5731 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5732 {
5733         unsigned long precharge;
5734         struct vm_area_struct *vma;
5735
5736         down_read(&mm->mmap_sem);
5737         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5738                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5739                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5740                         .mm = mm,
5741                         .private = vma,
5742                 };
5743                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5744                         continue;
5745                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5746                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5747         }
5748         up_read(&mm->mmap_sem);
5749
5750         precharge = mc.precharge;
5751         mc.precharge = 0;
5752
5753         return precharge;
5754 }
5755
5756 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5757 {
5758         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5759
5760         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5761         mc.moving_task = current;
5762         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5763 }
5764
5765 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5766 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5767 {
5768         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5769         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5770         int i;
5771
5772         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5773         if (mc.precharge) {
5774                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5775                 mc.precharge = 0;
5776         }
5777         /*
5778          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5779          * we must uncharge here.
5780          */
5781         if (mc.moved_charge) {
5782                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5783                 mc.moved_charge = 0;
5784         }
5785         /* we must fixup refcnts and charges */
5786         if (mc.moved_swap) {
5787                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5788                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5789                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5790
5791                 /*
5792                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5793                  * should uncharge to->memory.
5794                  */
5795                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5796                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5797
5798                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
5799                         css_put(&mc.from->css);
5800
5801                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5802                 mc.moved_swap = 0;
5803         }
5804         memcg_oom_recover(from);
5805         memcg_oom_recover(to);
5806         wake_up_all(&mc.waitq);
5807 }
5808
5809 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5810 {
5811         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5812
5813         /*
5814          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5815          * task migration.
5816          */
5817         mc.moving_task = NULL;
5818         __mem_cgroup_clear_mc();
5819         spin_lock(&mc.lock);
5820         mc.from = NULL;
5821         mc.to = NULL;
5822         spin_unlock(&mc.lock);
5823         mem_cgroup_end_move(from);
5824 }
5825
5826 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5827                                  struct cgroup_taskset *tset)
5828 {
5829         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5830         int ret = 0;
5831         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5832         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5833
5834         /*
5835          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5836          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5837          * So we need to save it, and keep it going.
5838          */
5839         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5840         if (move_charge_at_immigrate) {
5841                 struct mm_struct *mm;
5842                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5843
5844                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5845
5846                 mm = get_task_mm(p);
5847                 if (!mm)
5848                         return 0;
5849                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5850                 if (mm->owner == p) {
5851                         VM_BUG_ON(mc.from);
5852                         VM_BUG_ON(mc.to);
5853                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5854                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5855                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5856                         mem_cgroup_start_move(from);
5857                         spin_lock(&mc.lock);
5858                         mc.from = from;
5859                         mc.to = memcg;
5860                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5861                         spin_unlock(&mc.lock);
5862                         /* We set mc.moving_task later */
5863
5864                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5865                         if (ret)
5866                                 mem_cgroup_clear_mc();
5867                 }
5868                 mmput(mm);
5869         }
5870         return ret;
5871 }
5872
5873 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5874                                      struct cgroup_taskset *tset)
5875 {
5876         mem_cgroup_clear_mc();
5877 }
5878
5879 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5880                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5881                                 struct mm_walk *walk)
5882 {
5883         int ret = 0;
5884         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5885         pte_t *pte;
5886         spinlock_t *ptl;
5887         enum mc_target_type target_type;
5888         union mc_target target;
5889         struct page *page;
5890         struct page_cgroup *pc;
5891
5892         /*
5893          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5894          * happens because:
5895          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5896          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5897          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5898          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5899          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5900          *    part of thp split is not executed yet.
5901          */
5902         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5903                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5904                         spin_unlock(ptl);
5905                         return 0;
5906                 }
5907                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5908                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5909                         page = target.page;
5910                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5911                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5912                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5913                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5914                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5915                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5916                                 }
5917                                 putback_lru_page(page);
5918                         }
5919                         put_page(page);
5920                 }
5921                 spin_unlock(ptl);
5922                 return 0;
5923         }
5924
5925         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5926                 return 0;
5927 retry:
5928         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5929         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5930                 pte_t ptent = *(pte++);
5931                 swp_entry_t ent;
5932
5933                 if (!mc.precharge)
5934                         break;
5935
5936                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5937                 case MC_TARGET_PAGE:
5938                         page = target.page;
5939                         if (isolate_lru_page(page))
5940                                 goto put;
5941                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5942                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5943                                                      mc.from, mc.to)) {
5944                                 mc.precharge--;
5945                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5946                                 mc.moved_charge++;
5947                         }
5948                         putback_lru_page(page);
5949 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5950                         put_page(page);
5951                         break;
5952                 case MC_TARGET_SWAP:
5953                         ent = target.ent;
5954                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5955                                 mc.precharge--;
5956                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5957                                 mc.moved_swap++;
5958                         }
5959                         break;
5960                 default:
5961                         break;
5962                 }
5963         }
5964         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5965         cond_resched();
5966
5967         if (addr != end) {
5968                 /*
5969                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5970                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5971                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5972                  * phase.
5973                  */
5974                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5975                 if (!ret)
5976                         goto retry;
5977         }
5978
5979         return ret;
5980 }
5981
5982 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5983 {
5984         struct vm_area_struct *vma;
5985
5986         lru_add_drain_all();
5987 retry:
5988         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5989                 /*
5990                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5991                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5992                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5993                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5994                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5995                  */
5996                 __mem_cgroup_clear_mc();
5997                 cond_resched();
5998                 goto retry;
5999         }
6000         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6001                 int ret;
6002                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6003                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6004                         .mm = mm,
6005                         .private = vma,
6006                 };
6007                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6008                         continue;
6009                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6010                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6011                 if (ret)
6012                         /*
6013                          * means we have consumed all precharges and failed in
6014                          * doing additional charge. Just abandon here.
6015                          */
6016                         break;
6017         }
6018         up_read(&mm->mmap_sem);
6019 }
6020
6021 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6022                                  struct cgroup_taskset *tset)
6023 {
6024         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6025         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6026
6027         if (mm) {
6028                 if (mc.to)
6029                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6030                 mmput(mm);
6031         }
6032         if (mc.to)
6033                 mem_cgroup_clear_mc();
6034 }
6035 #else   /* !CONFIG_MMU */
6036 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6037                                  struct cgroup_taskset *tset)
6038 {
6039         return 0;
6040 }
6041 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6042                                      struct cgroup_taskset *tset)
6043 {
6044 }
6045 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6046                                  struct cgroup_taskset *tset)
6047 {
6048 }
6049 #endif
6050
6051 /*
6052  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6053  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6054  * attempt.
6055  */
6056 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6057 {
6058         /*
6059          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6060          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6061          * on for the root memcg is enough.
6062          */
6063         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6064                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6065 }
6066
6067 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6068         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6069         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6070         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6071         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6072         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6073         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6074         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6075         .attach = mem_cgroup_move_task,
6076         .bind = mem_cgroup_bind,
6077         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6078         .early_init = 0,
6079 };
6080
6081 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6082 static int __init enable_swap_account(char *s)
6083 {
6084         if (!strcmp(s, "1"))
6085                 really_do_swap_account = 1;
6086         else if (!strcmp(s, "0"))
6087                 really_do_swap_account = 0;
6088         return 1;
6089 }
6090 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6091
6092 static void __init memsw_file_init(void)
6093 {
6094         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6095                                           memsw_cgroup_files));
6096 }
6097
6098 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6099 {
6100         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6101                 do_swap_account = 1;
6102                 memsw_file_init();
6103         }
6104 }
6105
6106 #else
6107 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6108 {
6109 }
6110 #endif
6111
6112 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6113 /**
6114  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6115  * @page: page whose memsw charge to transfer
6116  * @entry: swap entry to move the charge to
6117  *
6118  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6119  */
6120 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6121 {
6122         struct page_cgroup *pc;
6123         unsigned short oldid;
6124
6125         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6126         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6127
6128         if (!do_swap_account)
6129                 return;
6130
6131         pc = lookup_page_cgroup(page);
6132
6133         /* Readahead page, never charged */
6134         if (!PageCgroupUsed(pc))
6135                 return;
6136
6137         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
6138
6139         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
6140         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6141
6142         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
6143         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
6144         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
6145 }
6146
6147 /**
6148  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
6149  * @entry: swap entry to uncharge
6150  *
6151  * Drop the memsw charge associated with @entry.
6152  */
6153 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6154 {
6155         struct mem_cgroup *memcg;
6156         unsigned short id;
6157
6158         if (!do_swap_account)
6159                 return;
6160
6161         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
6162         rcu_read_lock();
6163         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
6164         if (memcg) {
6165                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6166                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
6167                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
6168                 css_put(&memcg->css);
6169         }
6170         rcu_read_unlock();
6171 }
6172 #endif
6173
6174 /**
6175  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6176  * @page: page to charge
6177  * @mm: mm context of the victim
6178  * @gfp_mask: reclaim mode
6179  * @memcgp: charged memcg return
6180  *
6181  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6182  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6183  *
6184  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6185  * Otherwise, an error code is returned.
6186  *
6187  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6188  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6189  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6190  */
6191 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6192                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6193 {
6194         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6195         unsigned int nr_pages = 1;
6196         int ret = 0;
6197
6198         if (mem_cgroup_disabled())
6199                 goto out;
6200
6201         if (PageSwapCache(page)) {
6202                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
6203                 /*
6204                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6205                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6206                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6207                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6208                  * in turn serializes uncharging.
6209                  */
6210                 if (PageCgroupUsed(pc))
6211                         goto out;
6212         }
6213
6214         if (PageTransHuge(page)) {
6215                 nr_pages <<= compound_order(page);
6216                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6217         }
6218
6219         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
6220                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
6221         if (!memcg)
6222                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6223
6224         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6225
6226         css_put(&memcg->css);
6227
6228         if (ret == -EINTR) {
6229                 memcg = root_mem_cgroup;
6230                 ret = 0;
6231         }
6232 out:
6233         *memcgp = memcg;
6234         return ret;
6235 }
6236
6237 /**
6238  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6239  * @page: page to charge
6240  * @memcg: memcg to charge the page to
6241  * @lrucare: page might be on LRU already
6242  *
6243  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6244  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6245  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6246  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6247  *
6248  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6249  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6250  *
6251  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6252  */
6253 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6254                               bool lrucare)
6255 {
6256         unsigned int nr_pages = 1;
6257
6258         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6259         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6260
6261         if (mem_cgroup_disabled())
6262                 return;
6263         /*
6264          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6265          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6266          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6267          */
6268         if (!memcg)
6269                 return;
6270
6271         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6272
6273         if (PageTransHuge(page)) {
6274                 nr_pages <<= compound_order(page);
6275                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6276         }
6277
6278         local_irq_disable();
6279         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6280         memcg_check_events(memcg, page);
6281         local_irq_enable();
6282
6283         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6284                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6285                 /*
6286                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6287                  * let's not wait for it.  The page already received a
6288                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6289                  */
6290                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6291         }
6292 }
6293
6294 /**
6295  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6296  * @page: page to charge
6297  * @memcg: memcg to charge the page to
6298  *
6299  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6300  */
6301 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6302 {
6303         unsigned int nr_pages = 1;
6304
6305         if (mem_cgroup_disabled())
6306                 return;
6307         /*
6308          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6309          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6310          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6311          */
6312         if (!memcg)
6313                 return;
6314
6315         if (PageTransHuge(page)) {
6316                 nr_pages <<= compound_order(page);
6317                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6318         }
6319
6320         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6321 }
6322
6323 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
6324                            unsigned long nr_mem, unsigned long nr_memsw,
6325                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
6326                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
6327 {
6328         unsigned long flags;
6329
6330         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6331                 if (nr_mem)
6332                         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_mem);
6333                 if (nr_memsw)
6334                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_memsw);
6335                 memcg_oom_recover(memcg);
6336         }
6337
6338         local_irq_save(flags);
6339         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
6340         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
6341         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
6342         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
6343         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_anon + nr_file);
6344         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
6345         local_irq_restore(flags);
6346 }
6347
6348 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6349 {
6350         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6351         unsigned long nr_memsw = 0;
6352         unsigned long nr_anon = 0;
6353         unsigned long nr_file = 0;
6354         unsigned long nr_huge = 0;
6355         unsigned long pgpgout = 0;
6356         unsigned long nr_mem = 0;
6357         struct list_head *next;
6358         struct page *page;
6359
6360         next = page_list->next;
6361         do {
6362                 unsigned int nr_pages = 1;
6363                 struct page_cgroup *pc;
6364
6365                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6366                 next = page->lru.next;
6367
6368                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6369                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6370
6371                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6372                 if (!PageCgroupUsed(pc))
6373                         continue;
6374
6375                 /*
6376                  * Nobody should be changing or seriously looking at
6377                  * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have
6378                  * fully exclusive access to the page.
6379                  */
6380
6381                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
6382                         if (memcg) {
6383                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6384                                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6385                                 pgpgout = nr_mem = nr_memsw = 0;
6386                                 nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
6387                         }
6388                         memcg = pc->mem_cgroup;
6389                 }
6390
6391                 if (PageTransHuge(page)) {
6392                         nr_pages <<= compound_order(page);
6393                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6394                         nr_huge += nr_pages;
6395                 }
6396
6397                 if (PageAnon(page))
6398                         nr_anon += nr_pages;
6399                 else
6400                         nr_file += nr_pages;
6401
6402                 if (pc->flags & PCG_MEM)
6403                         nr_mem += nr_pages;
6404                 if (pc->flags & PCG_MEMSW)
6405                         nr_memsw += nr_pages;
6406                 pc->flags = 0;
6407
6408                 pgpgout++;
6409         } while (next != page_list);
6410
6411         if (memcg)
6412                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6413                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6414 }
6415
6416 /**
6417  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6418  * @page: page to uncharge
6419  *
6420  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6421  * mem_cgroup_commit_charge().
6422  */
6423 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6424 {
6425         struct page_cgroup *pc;
6426
6427         if (mem_cgroup_disabled())
6428                 return;
6429
6430         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6431         pc = lookup_page_cgroup(page);
6432         if (!PageCgroupUsed(pc))
6433                 return;
6434
6435         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6436         uncharge_list(&page->lru);
6437 }
6438
6439 /**
6440  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6441  * @page_list: list of pages to uncharge
6442  *
6443  * Uncharge a list of pages previously charged with
6444  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6445  */
6446 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6447 {
6448         if (mem_cgroup_disabled())
6449                 return;
6450
6451         if (!list_empty(page_list))
6452                 uncharge_list(page_list);
6453 }
6454
6455 /**
6456  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6457  * @oldpage: currently charged page
6458  * @newpage: page to transfer the charge to
6459  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6460  *
6461  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6462  *
6463  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6464  */
6465 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6466                         bool lrucare)
6467 {
6468         struct page_cgroup *pc;
6469         int isolated;
6470
6471         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6472         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6473         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6474         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6475         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6476         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6477                        newpage);
6478
6479         if (mem_cgroup_disabled())
6480                 return;
6481
6482         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6483         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6484         if (PageCgroupUsed(pc))
6485                 return;
6486
6487         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6488         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6489         if (!PageCgroupUsed(pc))
6490                 return;
6491
6492         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6493         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6494
6495         if (lrucare)
6496                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6497
6498         pc->flags = 0;
6499
6500         if (lrucare)
6501                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6502
6503         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, lrucare);
6504 }
6505
6506 /*
6507  * subsys_initcall() for memory controller.
6508  *
6509  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6510  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6511  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6512  * be initialized from here.
6513  */
6514 static int __init mem_cgroup_init(void)
6515 {
6516         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6517         enable_swap_cgroup();
6518         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6519         memcg_stock_init();
6520         return 0;
6521 }
6522 subsys_initcall(mem_cgroup_init);