mm: memcontrol: take a css reference for each charged page
[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                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2277                 stock->nr_pages = 0;
2278         }
2279         stock->cached = NULL;
2280 }
2281
2282 /*
2283  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2284  * a thread which is pinned to local cpu.
2285  */
2286 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2287 {
2288         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2289         drain_stock(stock);
2290         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2291 }
2292
2293 static void __init memcg_stock_init(void)
2294 {
2295         int cpu;
2296
2297         for_each_possible_cpu(cpu) {
2298                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2299                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2300                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2301         }
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2306  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2307  */
2308 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2309 {
2310         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2311
2312         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2313                 drain_stock(stock);
2314                 stock->cached = memcg;
2315         }
2316         stock->nr_pages += nr_pages;
2317         put_cpu_var(memcg_stock);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2322  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2323  * until the work is done.
2324  */
2325 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2326 {
2327         int cpu, curcpu;
2328
2329         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2330         get_online_cpus();
2331         curcpu = get_cpu();
2332         for_each_online_cpu(cpu) {
2333                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2334                 struct mem_cgroup *memcg;
2335
2336                 memcg = stock->cached;
2337                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2338                         continue;
2339                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2340                         continue;
2341                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2342                         if (cpu == curcpu)
2343                                 drain_local_stock(&stock->work);
2344                         else
2345                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2346                 }
2347         }
2348         put_cpu();
2349
2350         if (!sync)
2351                 goto out;
2352
2353         for_each_online_cpu(cpu) {
2354                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2355                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2356                         flush_work(&stock->work);
2357         }
2358 out:
2359         put_online_cpus();
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2364  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2365  * expects some charges will be back later but cannot wait for it.
2366  */
2367 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2368 {
2369         /*
2370          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2371          */
2372         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2373                 return;
2374         drain_all_stock(root_memcg, false);
2375         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2376 }
2377
2378 /* This is a synchronous drain interface. */
2379 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2380 {
2381         /* called when force_empty is called */
2382         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2383         drain_all_stock(root_memcg, true);
2384         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2389  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2390  */
2391 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2392 {
2393         int i;
2394
2395         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2396         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2397                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2398
2399                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2400                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2401         }
2402         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2403                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2404
2405                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2406                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2407         }
2408         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2409 }
2410
2411 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2412                                         unsigned long action,
2413                                         void *hcpu)
2414 {
2415         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2416         struct memcg_stock_pcp *stock;
2417         struct mem_cgroup *iter;
2418
2419         if (action == CPU_ONLINE)
2420                 return NOTIFY_OK;
2421
2422         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2423                 return NOTIFY_OK;
2424
2425         for_each_mem_cgroup(iter)
2426                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2427
2428         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2429         drain_stock(stock);
2430         return NOTIFY_OK;
2431 }
2432
2433 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2434                       unsigned int nr_pages)
2435 {
2436         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2437         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2438         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2439         struct page_counter *counter;
2440         unsigned long nr_reclaimed;
2441         bool may_swap = true;
2442         bool drained = false;
2443         int ret = 0;
2444
2445         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2446                 goto done;
2447 retry:
2448         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2449                 goto done;
2450
2451         if (!do_swap_account ||
2452             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2453                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2454                         goto done_restock;
2455                 if (do_swap_account)
2456                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2457                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2458         } else {
2459                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2460                 may_swap = false;
2461         }
2462
2463         if (batch > nr_pages) {
2464                 batch = nr_pages;
2465                 goto retry;
2466         }
2467
2468         /*
2469          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2470          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2471          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2472          * free their memory.
2473          */
2474         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2475                      fatal_signal_pending(current) ||
2476                      current->flags & PF_EXITING))
2477                 goto bypass;
2478
2479         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2480                 goto nomem;
2481
2482         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2483                 goto nomem;
2484
2485         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2486                                                     gfp_mask, may_swap);
2487
2488         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2489                 goto retry;
2490
2491         if (!drained) {
2492                 drain_all_stock_async(mem_over_limit);
2493                 drained = true;
2494                 goto retry;
2495         }
2496
2497         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2498                 goto nomem;
2499         /*
2500          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2501          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2502          * before killing the task.
2503          *
2504          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2505          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2506          * to regular pages anyway in case of failure.
2507          */
2508         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2509                 goto retry;
2510         /*
2511          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2512          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2513          */
2514         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2515                 goto retry;
2516
2517         if (nr_retries--)
2518                 goto retry;
2519
2520         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2521                 goto bypass;
2522
2523         if (fatal_signal_pending(current))
2524                 goto bypass;
2525
2526         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2527 nomem:
2528         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2529                 return -ENOMEM;
2530 bypass:
2531         return -EINTR;
2532
2533 done_restock:
2534         css_get_many(&memcg->css, batch);
2535         if (batch > nr_pages)
2536                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2537 done:
2538         return ret;
2539 }
2540
2541 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2542 {
2543         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2544                 return;
2545
2546         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2547         if (do_swap_account)
2548                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2549
2550         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2555  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2556  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2557  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2558  */
2559 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2560 {
2561         /* ID 0 is unused ID */
2562         if (!id)
2563                 return NULL;
2564         return mem_cgroup_from_id(id);
2565 }
2566
2567 /*
2568  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2569  * @page: the page
2570  *
2571  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2572  *
2573  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2574  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2575  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2576  */
2577 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2578 {
2579         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2580         struct page_cgroup *pc;
2581         unsigned short id;
2582         swp_entry_t ent;
2583
2584         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2585
2586         pc = lookup_page_cgroup(page);
2587         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2588                 memcg = pc->mem_cgroup;
2589                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2590                         memcg = NULL;
2591         } else if (PageSwapCache(page)) {
2592                 ent.val = page_private(page);
2593                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2594                 rcu_read_lock();
2595                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2596                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2597                         memcg = NULL;
2598                 rcu_read_unlock();
2599         }
2600         return memcg;
2601 }
2602
2603 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2604 {
2605         struct zone *zone = page_zone(page);
2606
2607         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2608         if (PageLRU(page)) {
2609                 struct lruvec *lruvec;
2610
2611                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2612                 ClearPageLRU(page);
2613                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2614                 *isolated = 1;
2615         } else
2616                 *isolated = 0;
2617 }
2618
2619 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2620 {
2621         struct zone *zone = page_zone(page);
2622
2623         if (isolated) {
2624                 struct lruvec *lruvec;
2625
2626                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2627                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2628                 SetPageLRU(page);
2629                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2630         }
2631         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2632 }
2633
2634 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2635                           bool lrucare)
2636 {
2637         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2638         int isolated;
2639
2640         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2641         /*
2642          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2643          * accessed by any other context at this point.
2644          */
2645
2646         /*
2647          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2648          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2649          */
2650         if (lrucare)
2651                 lock_page_lru(page, &isolated);
2652
2653         /*
2654          * Nobody should be changing or seriously looking at
2655          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2656          *
2657          * - the page is uncharged
2658          *
2659          * - the page is off-LRU
2660          *
2661          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2662          *   a locked page table
2663          *
2664          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2665          *   have the page locked
2666          */
2667         pc->mem_cgroup = memcg;
2668         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2669
2670         if (lrucare)
2671                 unlock_page_lru(page, isolated);
2672 }
2673
2674 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2675 /*
2676  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2677  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2678  */
2679 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2680
2681 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2682
2683 /*
2684  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2685  * in the memcg_cache_params struct.
2686  */
2687 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2688 {
2689         struct kmem_cache *cachep;
2690
2691         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2692         cachep = p->root_cache;
2693         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2694 }
2695
2696 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2697 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2698 {
2699         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2700         struct memcg_cache_params *params;
2701
2702         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2703                 return -EIO;
2704
2705         print_slabinfo_header(m);
2706
2707         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2708         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2709                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2710         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2711
2712         return 0;
2713 }
2714 #endif
2715
2716 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2717                              unsigned long nr_pages)
2718 {
2719         struct page_counter *counter;
2720         int ret = 0;
2721
2722         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2723         if (ret < 0)
2724                 return ret;
2725
2726         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2727         if (ret == -EINTR)  {
2728                 /*
2729                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2730                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2731                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2732                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2733                  * perspective, the cache has already been selected, by
2734                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2735                  * our minds.
2736                  *
2737                  * This condition will only trigger if the task entered
2738                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2739                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2740                  * when the allocation triggers should have been already
2741                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2742                  */
2743                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2744                 if (do_swap_account)
2745                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2746                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2747                 ret = 0;
2748         } else if (ret)
2749                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2750
2751         return ret;
2752 }
2753
2754 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2755                                 unsigned long nr_pages)
2756 {
2757         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2758         if (do_swap_account)
2759                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2760
2761         /* Not down to 0 */
2762         if (page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages)) {
2763                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2764                 return;
2765         }
2766
2767         /*
2768          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2769          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2770          * outliving the memcg existence.
2771          *
2772          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2773          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2774          */
2775         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2776                 css_put(&memcg->css);
2777
2778         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2779 }
2780
2781 /*
2782  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2783  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2784  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2785  */
2786 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2787 {
2788         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2789 }
2790
2791 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2792 {
2793         int id, size;
2794         int err;
2795
2796         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2797                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2798         if (id < 0)
2799                 return id;
2800
2801         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2802                 return id;
2803
2804         /*
2805          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2806          * so we have to grow them.
2807          */
2808
2809         size = 2 * (id + 1);
2810         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2811                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2812         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2813                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2814
2815         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2816         err = memcg_update_all_caches(size);
2817         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2818
2819         if (err) {
2820                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2821                 return err;
2822         }
2823         return id;
2824 }
2825
2826 static void memcg_free_cache_id(int id)
2827 {
2828         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2829 }
2830
2831 /*
2832  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2833  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2834  * calling this.
2835  */
2836 void memcg_update_array_size(int num)
2837 {
2838         memcg_limited_groups_array_size = num;
2839 }
2840
2841 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2842                                  struct kmem_cache *root_cache)
2843 {
2844         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2845                                                      memcg_slab_mutex */
2846         struct kmem_cache *cachep;
2847         int id;
2848
2849         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2850
2851         id = memcg_cache_id(memcg);
2852
2853         /*
2854          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2855          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2856          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2857          */
2858         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2859                 return;
2860
2861         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2862         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2863         /*
2864          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2865          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2866          * cache.
2867          */
2868         if (!cachep)
2869                 return;
2870
2871         css_get(&memcg->css);
2872         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2873
2874         /*
2875          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2876          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2877          * initialized.
2878          */
2879         smp_wmb();
2880
2881         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2882         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2883 }
2884
2885 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2886 {
2887         struct kmem_cache *root_cache;
2888         struct mem_cgroup *memcg;
2889         int id;
2890
2891         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2892
2893         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2894
2895         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2896         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2897         id = memcg_cache_id(memcg);
2898
2899         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2900         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2901
2902         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2903
2904         kmem_cache_destroy(cachep);
2905
2906         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2907         css_put(&memcg->css);
2908 }
2909
2910 /*
2911  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2912  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2913  * enqueing new caches to be created.
2914  *
2915  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2916  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2917  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2918  * objects during debug.
2919  *
2920  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2921  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2922  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2923  * cache again, failing at the same point.
2924  *
2925  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2926  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2927  * inside the following two functions.
2928  */
2929 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2930 {
2931         VM_BUG_ON(!current->mm);
2932         current->memcg_kmem_skip_account++;
2933 }
2934
2935 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2936 {
2937         VM_BUG_ON(!current->mm);
2938         current->memcg_kmem_skip_account--;
2939 }
2940
2941 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2942 {
2943         struct kmem_cache *c;
2944         int i, failed = 0;
2945
2946         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2947         for_each_memcg_cache_index(i) {
2948                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2949                 if (!c)
2950                         continue;
2951
2952                 memcg_unregister_cache(c);
2953
2954                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2955                         failed++;
2956         }
2957         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2958         return failed;
2959 }
2960
2961 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2962 {
2963         struct kmem_cache *cachep;
2964         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2965
2966         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2967                 return;
2968
2969         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2970         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2971                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2972                 kmem_cache_shrink(cachep);
2973                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2974                         memcg_unregister_cache(cachep);
2975         }
2976         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2977 }
2978
2979 struct memcg_register_cache_work {
2980         struct mem_cgroup *memcg;
2981         struct kmem_cache *cachep;
2982         struct work_struct work;
2983 };
2984
2985 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2986 {
2987         struct memcg_register_cache_work *cw =
2988                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2989         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2990         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2991
2992         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2993         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2994         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2995
2996         css_put(&memcg->css);
2997         kfree(cw);
2998 }
2999
3000 /*
3001  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3002  */
3003 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3004                                             struct kmem_cache *cachep)
3005 {
3006         struct memcg_register_cache_work *cw;
3007
3008         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3009         if (cw == NULL) {
3010                 css_put(&memcg->css);
3011                 return;
3012         }
3013
3014         cw->memcg = memcg;
3015         cw->cachep = cachep;
3016
3017         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3018         schedule_work(&cw->work);
3019 }
3020
3021 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3022                                           struct kmem_cache *cachep)
3023 {
3024         /*
3025          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3026          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3027          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3028          *
3029          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3030          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3031          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3032          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3033          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3034          */
3035         memcg_stop_kmem_account();
3036         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3037         memcg_resume_kmem_account();
3038 }
3039
3040 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3041 {
3042         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3043         int res;
3044
3045         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
3046         if (!res)
3047                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3048         return res;
3049 }
3050
3051 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3052 {
3053         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3054
3055         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
3056         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3057 }
3058
3059 /*
3060  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3061  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3062  *
3063  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3064  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3065  * in a workqueue.
3066  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3067  * the original cache.
3068  *
3069  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3070  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3071  */
3072 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3073                                           gfp_t gfp)
3074 {
3075         struct mem_cgroup *memcg;
3076         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3077
3078         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3079         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3080
3081         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3082                 return cachep;
3083
3084         rcu_read_lock();
3085         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3086
3087         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3088                 goto out;
3089
3090         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3091         if (likely(memcg_cachep)) {
3092                 cachep = memcg_cachep;
3093                 goto out;
3094         }
3095
3096         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3097         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3098                 goto out;
3099         rcu_read_unlock();
3100
3101         /*
3102          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3103          * context), we could be be predictable and return right away.
3104          * This would guarantee that the allocation being performed
3105          * already belongs in the new cache.
3106          *
3107          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3108          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3109          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3110          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3111          * defer everything.
3112          */
3113         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3114         return cachep;
3115 out:
3116         rcu_read_unlock();
3117         return cachep;
3118 }
3119
3120 /*
3121  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3122  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3123  * need a further commit step to do the final arrangements.
3124  *
3125  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3126  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3127  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3128  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3129  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3130  * the compiled-out case as well.
3131  *
3132  * Returning true means the allocation is possible.
3133  */
3134 bool
3135 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3136 {
3137         struct mem_cgroup *memcg;
3138         int ret;
3139
3140         *_memcg = NULL;
3141
3142         /*
3143          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3144          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3145          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3146          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3147          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3148          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3149          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3150          * altogether.
3151          *
3152          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3153          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3154          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3155          * the SLUB allocator:
3156          *
3157          *      memcg_stop_kmem_account();
3158          *      kmalloc(<large_number>)
3159          *      memcg_resume_kmem_account();
3160          *
3161          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3162          * since it will drive us directly to this function without passing
3163          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3164          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3165          * cache arrays. We bring this test here.
3166          */
3167         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3168                 return true;
3169
3170         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3171
3172         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
3173                 css_put(&memcg->css);
3174                 return true;
3175         }
3176
3177         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
3178         if (!ret)
3179                 *_memcg = memcg;
3180
3181         css_put(&memcg->css);
3182         return (ret == 0);
3183 }
3184
3185 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3186                               int order)
3187 {
3188         struct page_cgroup *pc;
3189
3190         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3191
3192         /* The page allocation failed. Revert */
3193         if (!page) {
3194                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3195                 return;
3196         }
3197         /*
3198          * The page is freshly allocated and not visible to any
3199          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3200          */
3201         pc = lookup_page_cgroup(page);
3202         pc->mem_cgroup = memcg;
3203         pc->flags = PCG_USED;
3204 }
3205
3206 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3207 {
3208         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3209         struct page_cgroup *pc;
3210
3211
3212         pc = lookup_page_cgroup(page);
3213         if (!PageCgroupUsed(pc))
3214                 return;
3215
3216         memcg = pc->mem_cgroup;
3217         pc->flags = 0;
3218
3219         /*
3220          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3221          * is a valid allocation
3222          */
3223         if (!memcg)
3224                 return;
3225
3226         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3227         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3228 }
3229 #else
3230 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3231 {
3232 }
3233 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3234
3235 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3236
3237 /*
3238  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3239  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3240  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3241  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3242  */
3243 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3244 {
3245         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3246         struct page_cgroup *pc;
3247         struct mem_cgroup *memcg;
3248         int i;
3249
3250         if (mem_cgroup_disabled())
3251                 return;
3252
3253         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3254         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3255                 pc = head_pc + i;
3256                 pc->mem_cgroup = memcg;
3257                 pc->flags = head_pc->flags;
3258         }
3259         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3260                        HPAGE_PMD_NR);
3261 }
3262 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3263
3264 /**
3265  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3266  * @page: the page
3267  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3268  * @pc: page_cgroup of the page.
3269  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3270  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3271  *
3272  * The caller must confirm following.
3273  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3274  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3275  *
3276  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3277  * from old cgroup.
3278  */
3279 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3280                                    unsigned int nr_pages,
3281                                    struct page_cgroup *pc,
3282                                    struct mem_cgroup *from,
3283                                    struct mem_cgroup *to)
3284 {
3285         unsigned long flags;
3286         int ret;
3287
3288         VM_BUG_ON(from == to);
3289         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3290         /*
3291          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3292          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3293          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3294          * hold it.
3295          */
3296         ret = -EBUSY;
3297         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3298                 goto out;
3299
3300         /*
3301          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3302          * of its source page while we change it: page migration takes
3303          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3304          */
3305         if (!trylock_page(page))
3306                 goto out;
3307
3308         ret = -EINVAL;
3309         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3310                 goto out_unlock;
3311
3312         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3313
3314         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3315                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3316                                nr_pages);
3317                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3318                                nr_pages);
3319         }
3320
3321         if (PageWriteback(page)) {
3322                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3323                                nr_pages);
3324                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3325                                nr_pages);
3326         }
3327
3328         /*
3329          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3330          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3331          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3332          */
3333
3334         /* caller should have done css_get */
3335         pc->mem_cgroup = to;
3336         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3337         ret = 0;
3338
3339         local_irq_disable();
3340         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3341         memcg_check_events(to, page);
3342         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3343         memcg_check_events(from, page);
3344         local_irq_enable();
3345 out_unlock:
3346         unlock_page(page);
3347 out:
3348         return ret;
3349 }
3350
3351 /**
3352  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3353  * @page: the page to move
3354  * @pc: page_cgroup of the page
3355  * @child: page's cgroup
3356  *
3357  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3358  * parent (aka use_hierarchy==0).
3359  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3360  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3361  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3362  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3363  * on the next attempt and the call should be retried later.
3364  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3365  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3366  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3367  * LRU or vanish.
3368  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3369  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3370  * disappear in the next attempt.
3371  */
3372 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3373                                   struct page_cgroup *pc,
3374                                   struct mem_cgroup *child)
3375 {
3376         struct mem_cgroup *parent;
3377         unsigned int nr_pages;
3378         unsigned long uninitialized_var(flags);
3379         int ret;
3380
3381         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3382
3383         ret = -EBUSY;
3384         if (!get_page_unless_zero(page))
3385                 goto out;
3386         if (isolate_lru_page(page))
3387                 goto put;
3388
3389         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3390
3391         parent = parent_mem_cgroup(child);
3392         /*
3393          * If no parent, move charges to root cgroup.
3394          */
3395         if (!parent)
3396                 parent = root_mem_cgroup;
3397
3398         if (nr_pages > 1) {
3399                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3400                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3401         }
3402
3403         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3404                                 pc, child, parent);
3405         if (!ret) {
3406                 if (!mem_cgroup_is_root(parent))
3407                         css_get_many(&parent->css, nr_pages);
3408                 /* Take charge off the local counters */
3409                 page_counter_cancel(&child->memory, nr_pages);
3410                 if (do_swap_account)
3411                         page_counter_cancel(&child->memsw, nr_pages);
3412                 css_put_many(&child->css, nr_pages);
3413         }
3414
3415         if (nr_pages > 1)
3416                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3417         putback_lru_page(page);
3418 put:
3419         put_page(page);
3420 out:
3421         return ret;
3422 }
3423
3424 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3425 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3426                                          bool charge)
3427 {
3428         int val = (charge) ? 1 : -1;
3429         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3430 }
3431
3432 /**
3433  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3434  * @entry: swap entry to be moved
3435  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3436  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3437  *
3438  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3439  * as the mem_cgroup's id of @from.
3440  *
3441  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3442  *
3443  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3444  * both res and memsw, and called css_get().
3445  */
3446 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3447                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3448 {
3449         unsigned short old_id, new_id;
3450
3451         old_id = mem_cgroup_id(from);
3452         new_id = mem_cgroup_id(to);
3453
3454         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3455                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3456                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3457                 /*
3458                  * This function is only called from task migration context now.
3459                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3460                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3461                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3462                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3463                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3464                  *
3465                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3466                  * alive, so we can just call css_get().
3467                  */
3468                 css_get(&to->css);
3469                 return 0;
3470         }
3471         return -EINVAL;
3472 }
3473 #else
3474 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3475                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3476 {
3477         return -EINVAL;
3478 }
3479 #endif
3480
3481 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3482 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3483 {
3484         struct page_cgroup *pc;
3485
3486         pc = lookup_page_cgroup(page);
3487         /*
3488          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3489          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3490          * or when mem_cgroup_disabled().
3491          */
3492         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3493                 return pc;
3494         return NULL;
3495 }
3496
3497 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3498 {
3499         if (mem_cgroup_disabled())
3500                 return false;
3501
3502         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3503 }
3504
3505 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3506 {
3507         struct page_cgroup *pc;
3508
3509         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3510         if (pc) {
3511                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3512                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3513         }
3514 }
3515 #endif
3516
3517 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3518
3519 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3520                                    unsigned long limit)
3521 {
3522         unsigned long curusage;
3523         unsigned long oldusage;
3524         bool enlarge = false;
3525         int retry_count;
3526         int ret;
3527
3528         /*
3529          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3530          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3531          * of # of children which we should visit in this loop.
3532          */
3533         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3534                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3535
3536         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3537
3538         do {
3539                 if (signal_pending(current)) {
3540                         ret = -EINTR;
3541                         break;
3542                 }
3543
3544                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3545                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3546                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3547                         ret = -EINVAL;
3548                         break;
3549                 }
3550                 if (limit > memcg->memory.limit)
3551                         enlarge = true;
3552                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3553                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3554
3555                 if (!ret)
3556                         break;
3557
3558                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3559
3560                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3561                 /* Usage is reduced ? */
3562                 if (curusage >= oldusage)
3563                         retry_count--;
3564                 else
3565                         oldusage = curusage;
3566         } while (retry_count);
3567
3568         if (!ret && enlarge)
3569                 memcg_oom_recover(memcg);
3570
3571         return ret;
3572 }
3573
3574 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3575                                          unsigned long limit)
3576 {
3577         unsigned long curusage;
3578         unsigned long oldusage;
3579         bool enlarge = false;
3580         int retry_count;
3581         int ret;
3582
3583         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3584         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3585                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3586
3587         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3588
3589         do {
3590                 if (signal_pending(current)) {
3591                         ret = -EINTR;
3592                         break;
3593                 }
3594
3595                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3596                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3597                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3598                         ret = -EINVAL;
3599                         break;
3600                 }
3601                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3602                         enlarge = true;
3603                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3604                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3605
3606                 if (!ret)
3607                         break;
3608
3609                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3610
3611                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3612                 /* Usage is reduced ? */
3613                 if (curusage >= oldusage)
3614                         retry_count--;
3615                 else
3616                         oldusage = curusage;
3617         } while (retry_count);
3618
3619         if (!ret && enlarge)
3620                 memcg_oom_recover(memcg);
3621
3622         return ret;
3623 }
3624
3625 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3626                                             gfp_t gfp_mask,
3627                                             unsigned long *total_scanned)
3628 {
3629         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3630         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3631         unsigned long reclaimed;
3632         int loop = 0;
3633         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3634         unsigned long excess;
3635         unsigned long nr_scanned;
3636
3637         if (order > 0)
3638                 return 0;
3639
3640         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3641         /*
3642          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3643          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3644          * pressure
3645          */
3646         do {
3647                 if (next_mz)
3648                         mz = next_mz;
3649                 else
3650                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3651                 if (!mz)
3652                         break;
3653
3654                 nr_scanned = 0;
3655                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3656                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3657                 nr_reclaimed += reclaimed;
3658                 *total_scanned += nr_scanned;
3659                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3660
3661                 /*
3662                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3663                  * it is time to move on to the next cgroup
3664                  */
3665                 next_mz = NULL;
3666                 if (!reclaimed) {
3667                         do {
3668                                 /*
3669                                  * Loop until we find yet another one.
3670                                  *
3671                                  * By the time we get the soft_limit lock
3672                                  * again, someone might have aded the
3673                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3674                                  * make sure we get a different mem.
3675                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3676                                  * NULL if no other cgroup is present on
3677                                  * the tree
3678                                  */
3679                                 next_mz =
3680                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3681                                 if (next_mz == mz)
3682                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3683                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3684                                         break;
3685                         } while (1);
3686                 }
3687                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3688                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3689                 /*
3690                  * One school of thought says that we should not add
3691                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3692                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3693                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3694                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3695                  * term TODO.
3696                  */
3697                 /* If excess == 0, no tree ops */
3698                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3699                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3700                 css_put(&mz->memcg->css);
3701                 loop++;
3702                 /*
3703                  * Could not reclaim anything and there are no more
3704                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3705                  * reclaiming anything.
3706                  */
3707                 if (!nr_reclaimed &&
3708                         (next_mz == NULL ||
3709                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3710                         break;
3711         } while (!nr_reclaimed);
3712         if (next_mz)
3713                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3714         return nr_reclaimed;
3715 }
3716
3717 /**
3718  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3719  * @memcg: group to clear
3720  * @node: NUMA node
3721  * @zid: zone id
3722  * @lru: lru to to clear
3723  *
3724  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3725  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3726  * group.
3727  */
3728 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3729                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3730 {
3731         struct lruvec *lruvec;
3732         unsigned long flags;
3733         struct list_head *list;
3734         struct page *busy;
3735         struct zone *zone;
3736
3737         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3738         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3739         list = &lruvec->lists[lru];
3740
3741         busy = NULL;
3742         do {
3743                 struct page_cgroup *pc;
3744                 struct page *page;
3745
3746                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3747                 if (list_empty(list)) {
3748                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3749                         break;
3750                 }
3751                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3752                 if (busy == page) {
3753                         list_move(&page->lru, list);
3754                         busy = NULL;
3755                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3756                         continue;
3757                 }
3758                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3759
3760                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3761
3762                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3763                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3764                         busy = page;
3765                 } else
3766                         busy = NULL;
3767                 cond_resched();
3768         } while (!list_empty(list));
3769 }
3770
3771 /*
3772  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3773  * all the charges and pages to the parent.
3774  * This enables deleting this mem_cgroup.
3775  *
3776  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3777  */
3778 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3779 {
3780         int node, zid;
3781
3782         do {
3783                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3784                 lru_add_drain_all();
3785                 drain_all_stock_sync(memcg);
3786                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3787                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3788                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3789                                 enum lru_list lru;
3790                                 for_each_lru(lru) {
3791                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3792                                                         node, zid, lru);
3793                                 }
3794                         }
3795                 }
3796                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3797                 memcg_oom_recover(memcg);
3798                 cond_resched();
3799
3800                 /*
3801                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
3802                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
3803                  * expect their value to drop to 0 here.
3804                  * Having res filled up with kmem only is enough.
3805                  *
3806                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3807                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3808                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3809                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3810                  * charge before adding to the LRU.
3811                  */
3812         } while (page_counter_read(&memcg->memory) -
3813                  page_counter_read(&memcg->kmem) > 0);
3814 }
3815
3816 /*
3817  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3818  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3819  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3820  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3821  */
3822 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3823 {
3824         bool ret;
3825
3826         /*
3827          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3828          * it prevents a new child from being initialized based on this
3829          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3830          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3831          */
3832         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3833
3834         rcu_read_lock();
3835         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3836         rcu_read_unlock();
3837         return ret;
3838 }
3839
3840 /*
3841  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3842  * the rest to the parent.
3843  *
3844  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3845  */
3846 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3847 {
3848         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3849
3850         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3851         lru_add_drain_all();
3852         /* try to free all pages in this cgroup */
3853         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3854                 int progress;
3855
3856                 if (signal_pending(current))
3857                         return -EINTR;
3858
3859                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3860                                                         GFP_KERNEL, true);
3861                 if (!progress) {
3862                         nr_retries--;
3863                         /* maybe some writeback is necessary */
3864                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3865                 }
3866
3867         }
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3873                                             char *buf, size_t nbytes,
3874                                             loff_t off)
3875 {
3876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3877
3878         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3879                 return -EINVAL;
3880         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3881 }
3882
3883 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3884                                      struct cftype *cft)
3885 {
3886         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3887 }
3888
3889 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3890                                       struct cftype *cft, u64 val)
3891 {
3892         int retval = 0;
3893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3894         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3895
3896         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3897
3898         if (memcg->use_hierarchy == val)
3899                 goto out;
3900
3901         /*
3902          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3903          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3904          * occur, provided the current cgroup has no children.
3905          *
3906          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3907          * set if there are no children.
3908          */
3909         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3910                                 (val == 1 || val == 0)) {
3911                 if (!memcg_has_children(memcg))
3912                         memcg->use_hierarchy = val;
3913                 else
3914                         retval = -EBUSY;
3915         } else
3916                 retval = -EINVAL;
3917
3918 out:
3919         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3920
3921         return retval;
3922 }
3923
3924 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3925                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3926 {
3927         struct mem_cgroup *iter;
3928         long val = 0;
3929
3930         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3931         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3932                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3933
3934         if (val < 0) /* race ? */
3935                 val = 0;
3936         return val;
3937 }
3938
3939 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3940 {
3941         u64 val;
3942
3943         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3944                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3945                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3946                 if (swap)
3947                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3948         } else {
3949                 if (!swap)
3950                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3951                 else
3952                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3953         }
3954         return val << PAGE_SHIFT;
3955 }
3956
3957 enum {
3958         RES_USAGE,
3959         RES_LIMIT,
3960         RES_MAX_USAGE,
3961         RES_FAILCNT,
3962         RES_SOFT_LIMIT,
3963 };
3964
3965 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3966                                struct cftype *cft)
3967 {
3968         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3969         struct page_counter *counter;
3970
3971         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3972         case _MEM:
3973                 counter = &memcg->memory;
3974                 break;
3975         case _MEMSWAP:
3976                 counter = &memcg->memsw;
3977                 break;
3978         case _KMEM:
3979                 counter = &memcg->kmem;
3980                 break;
3981         default:
3982                 BUG();
3983         }
3984
3985         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3986         case RES_USAGE:
3987                 if (counter == &memcg->memory)
3988                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3989                 if (counter == &memcg->memsw)
3990                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3991                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3992         case RES_LIMIT:
3993                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3994         case RES_MAX_USAGE:
3995                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3996         case RES_FAILCNT:
3997                 return counter->failcnt;
3998         case RES_SOFT_LIMIT:
3999                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
4000         default:
4001                 BUG();
4002         }
4003 }
4004
4005 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4006 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4007 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4008                                  unsigned long nr_pages)
4009 {
4010         int err = 0;
4011         int memcg_id;
4012
4013         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4014                 return 0;
4015
4016         /*
4017          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4018          * cgroups so let's stop accounting here.
4019          */
4020         memcg_stop_kmem_account();
4021
4022         /*
4023          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4024          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4025          * already joined.
4026          *
4027          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4028          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4029          * place, which makes the value quite meaningless.
4030          *
4031          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4032          * of course permitted.
4033          */
4034         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4035         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4036             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4037                 err = -EBUSY;
4038         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4039         if (err)
4040                 goto out;
4041
4042         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
4043         if (memcg_id < 0) {
4044                 err = memcg_id;
4045                 goto out;
4046         }
4047
4048         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4049         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4050
4051         /*
4052          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4053          * active bit set yet, so this should succeed.
4054          */
4055         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
4056         VM_BUG_ON(err);
4057
4058         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4059         /*
4060          * Setting the active bit after enabling static branching will
4061          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4062          * patched.
4063          */
4064         memcg_kmem_set_active(memcg);
4065 out:
4066         memcg_resume_kmem_account();
4067         return err;
4068 }
4069
4070 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4071                                unsigned long nr_pages)
4072 {
4073         int ret;
4074
4075         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4076         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, nr_pages);
4077         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4078         return ret;
4079 }
4080
4081 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4082                                    unsigned long limit)
4083 {
4084         int ret;
4085
4086         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
4087         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4088                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4089         else
4090                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
4091         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
4092         return ret;
4093 }
4094
4095 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4096 {
4097         int ret = 0;
4098         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4099
4100         if (!parent)
4101                 return 0;
4102
4103         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4104         /*
4105          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4106          * after this point, because it has at least one child already.
4107          */
4108         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4109                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4110         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4111         return ret;
4112 }
4113 #else
4114 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4115                                    unsigned long limit)
4116 {
4117         return -EINVAL;
4118 }
4119 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4120
4121 /*
4122  * The user of this function is...
4123  * RES_LIMIT.
4124  */
4125 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4126                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4127 {
4128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4129         unsigned long nr_pages;
4130         int ret;
4131
4132         buf = strstrip(buf);
4133         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
4134         if (ret)
4135                 return ret;
4136
4137         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4138         case RES_LIMIT:
4139                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4140                         ret = -EINVAL;
4141                         break;
4142                 }
4143                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4144                 case _MEM:
4145                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
4146                         break;
4147                 case _MEMSWAP:
4148                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
4149                         break;
4150                 case _KMEM:
4151                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
4152                         break;
4153                 }
4154                 break;
4155         case RES_SOFT_LIMIT:
4156                 memcg->soft_limit = nr_pages;
4157                 ret = 0;
4158                 break;
4159         }
4160         return ret ?: nbytes;
4161 }
4162
4163 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4164                                 size_t nbytes, loff_t off)
4165 {
4166         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4167         struct page_counter *counter;
4168
4169         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4170         case _MEM:
4171                 counter = &memcg->memory;
4172                 break;
4173         case _MEMSWAP:
4174                 counter = &memcg->memsw;
4175                 break;
4176         case _KMEM:
4177                 counter = &memcg->kmem;
4178                 break;
4179         default:
4180                 BUG();
4181         }
4182
4183         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4184         case RES_MAX_USAGE:
4185                 page_counter_reset_watermark(counter);
4186                 break;
4187         case RES_FAILCNT:
4188                 counter->failcnt = 0;
4189                 break;
4190         default:
4191                 BUG();
4192         }
4193
4194         return nbytes;
4195 }
4196
4197 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4198                                         struct cftype *cft)
4199 {
4200         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4201 }
4202
4203 #ifdef CONFIG_MMU
4204 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4205                                         struct cftype *cft, u64 val)
4206 {
4207         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4208
4209         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4210                 return -EINVAL;
4211
4212         /*
4213          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4214          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4215          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4216          * affect task migrations starting after the change.
4217          */
4218         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4219         return 0;
4220 }
4221 #else
4222 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4223                                         struct cftype *cft, u64 val)
4224 {
4225         return -ENOSYS;
4226 }
4227 #endif
4228
4229 #ifdef CONFIG_NUMA
4230 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4231 {
4232         struct numa_stat {
4233                 const char *name;
4234                 unsigned int lru_mask;
4235         };
4236
4237         static const struct numa_stat stats[] = {
4238                 { "total", LRU_ALL },
4239                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4240                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4241                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4242         };
4243         const struct numa_stat *stat;
4244         int nid;
4245         unsigned long nr;
4246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4247
4248         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4249                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4250                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4251                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4252                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4253                                                           stat->lru_mask);
4254                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4255                 }
4256                 seq_putc(m, '\n');
4257         }
4258
4259         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4260                 struct mem_cgroup *iter;
4261
4262                 nr = 0;
4263                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4264                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4265                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4266                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4267                         nr = 0;
4268                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4269                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4270                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4271                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4272                 }
4273                 seq_putc(m, '\n');
4274         }
4275
4276         return 0;
4277 }
4278 #endif /* CONFIG_NUMA */
4279
4280 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4281 {
4282         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4283 }
4284
4285 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4286 {
4287         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4288         unsigned long memory, memsw;
4289         struct mem_cgroup *mi;
4290         unsigned int i;
4291
4292         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4293                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4294                         continue;
4295                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4296                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4297         }
4298
4299         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4300                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4301                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4302
4303         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4304                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4305                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4306
4307         /* Hierarchical information */
4308         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4309         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4310                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
4311                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
4312         }
4313         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4314                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4315         if (do_swap_account)
4316                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4317                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4318
4319         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4320                 long long val = 0;
4321
4322                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4323                         continue;
4324                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4325                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4326                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4327         }
4328
4329         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4330                 unsigned long long val = 0;
4331
4332                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4333                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4334                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4335                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4336         }
4337
4338         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4339                 unsigned long long val = 0;
4340
4341                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4342                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4343                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4344         }
4345
4346 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4347         {
4348                 int nid, zid;
4349                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4350                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4351                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4352                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4353
4354                 for_each_online_node(nid)
4355                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4356                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4357                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4358
4359                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4360                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4361                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4362                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4363                         }
4364                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4365                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4366                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4367                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4368         }
4369 #endif
4370
4371         return 0;
4372 }
4373
4374 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4375                                       struct cftype *cft)
4376 {
4377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4378
4379         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4380 }
4381
4382 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4383                                        struct cftype *cft, u64 val)
4384 {
4385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4386
4387         if (val > 100)
4388                 return -EINVAL;
4389
4390         if (css->parent)
4391                 memcg->swappiness = val;
4392         else
4393                 vm_swappiness = val;
4394
4395         return 0;
4396 }
4397
4398 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4399 {
4400         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4401         unsigned long usage;
4402         int i;
4403
4404         rcu_read_lock();
4405         if (!swap)
4406                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4407         else
4408                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4409
4410         if (!t)
4411                 goto unlock;
4412
4413         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4414
4415         /*
4416          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4417          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4418          * call of __mem_cgroup_threshold().
4419          */
4420         i = t->current_threshold;
4421
4422         /*
4423          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4424          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4425          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4426          * only one element of the array here.
4427          */
4428         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4429                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4430
4431         /* i = current_threshold + 1 */
4432         i++;
4433
4434         /*
4435          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4436          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4437          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4438          * only one element of the array here.
4439          */
4440         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4441                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4442
4443         /* Update current_threshold */
4444         t->current_threshold = i - 1;
4445 unlock:
4446         rcu_read_unlock();
4447 }
4448
4449 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4450 {
4451         while (memcg) {
4452                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4453                 if (do_swap_account)
4454                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4455
4456                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4457         }
4458 }
4459
4460 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4461 {
4462         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4463         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4464
4465         if (_a->threshold > _b->threshold)
4466                 return 1;
4467
4468         if (_a->threshold < _b->threshold)
4469                 return -1;
4470
4471         return 0;
4472 }
4473
4474 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4475 {
4476         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4477
4478         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4479
4480         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4481                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4482
4483         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4484         return 0;
4485 }
4486
4487 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4488 {
4489         struct mem_cgroup *iter;
4490
4491         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4492                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4493 }
4494
4495 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4496         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4497 {
4498         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4499         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4500         unsigned long threshold;
4501         unsigned long usage;
4502         int i, size, ret;
4503
4504         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4505         if (ret)
4506                 return ret;
4507
4508         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4509
4510         if (type == _MEM) {
4511                 thresholds = &memcg->thresholds;
4512                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4513         } else if (type == _MEMSWAP) {
4514                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4515                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4516         } else
4517                 BUG();
4518
4519         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4520         if (thresholds->primary)
4521                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4522
4523         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4524
4525         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4526         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4527                         GFP_KERNEL);
4528         if (!new) {
4529                 ret = -ENOMEM;
4530                 goto unlock;
4531         }
4532         new->size = size;
4533
4534         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4535         if (thresholds->primary) {
4536                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4537                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4538         }
4539
4540         /* Add new threshold */
4541         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4542         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4543
4544         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4545         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4546                         compare_thresholds, NULL);
4547
4548         /* Find current threshold */
4549         new->current_threshold = -1;
4550         for (i = 0; i < size; i++) {
4551                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4552                         /*
4553                          * new->current_threshold will not be used until
4554                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4555                          * it here.
4556                          */
4557                         ++new->current_threshold;
4558                 } else
4559                         break;
4560         }
4561
4562         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4563         kfree(thresholds->spare);
4564         thresholds->spare = thresholds->primary;
4565
4566         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4567
4568         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4569         synchronize_rcu();
4570
4571 unlock:
4572         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4573
4574         return ret;
4575 }
4576
4577 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4578         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4579 {
4580         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4581 }
4582
4583 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4584         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4585 {
4586         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4587 }
4588
4589 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4590         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4591 {
4592         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4593         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4594         unsigned long usage;
4595         int i, j, size;
4596
4597         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4598
4599         if (type == _MEM) {
4600                 thresholds = &memcg->thresholds;
4601                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4602         } else if (type == _MEMSWAP) {
4603                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4604                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4605         } else
4606                 BUG();
4607
4608         if (!thresholds->primary)
4609                 goto unlock;
4610
4611         /* Check if a threshold crossed before removing */
4612         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4613
4614         /* Calculate new number of threshold */
4615         size = 0;
4616         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4617                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4618                         size++;
4619         }
4620
4621         new = thresholds->spare;
4622
4623         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4624         if (!size) {
4625                 kfree(new);
4626                 new = NULL;
4627                 goto swap_buffers;
4628         }
4629
4630         new->size = size;
4631
4632         /* Copy thresholds and find current threshold */
4633         new->current_threshold = -1;
4634         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4635                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4636                         continue;
4637
4638                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4639                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4640                         /*
4641                          * new->current_threshold will not be used
4642                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4643                          * it here.
4644                          */
4645                         ++new->current_threshold;
4646                 }
4647                 j++;
4648         }
4649
4650 swap_buffers:
4651         /* Swap primary and spare array */
4652         thresholds->spare = thresholds->primary;
4653         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4654         if (!new) {
4655                 kfree(thresholds->spare);
4656                 thresholds->spare = NULL;
4657         }
4658
4659         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4660
4661         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4662         synchronize_rcu();
4663 unlock:
4664         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4665 }
4666
4667 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4668         struct eventfd_ctx *eventfd)
4669 {
4670         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4671 }
4672
4673 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4674         struct eventfd_ctx *eventfd)
4675 {
4676         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4677 }
4678
4679 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4680         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4681 {
4682         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4683
4684         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4685         if (!event)
4686                 return -ENOMEM;
4687
4688         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4689
4690         event->eventfd = eventfd;
4691         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4692
4693         /* already in OOM ? */
4694         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4695                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4696         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4697
4698         return 0;
4699 }
4700
4701 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4702         struct eventfd_ctx *eventfd)
4703 {
4704         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4705
4706         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4707
4708         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4709                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4710                         list_del(&ev->list);
4711                         kfree(ev);
4712                 }
4713         }
4714
4715         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4716 }
4717
4718 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4719 {
4720         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4721
4722         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4723         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4724         return 0;
4725 }
4726
4727 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4728         struct cftype *cft, u64 val)
4729 {
4730         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4731
4732         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4733         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4734                 return -EINVAL;
4735
4736         memcg->oom_kill_disable = val;
4737         if (!val)
4738                 memcg_oom_recover(memcg);
4739
4740         return 0;
4741 }
4742
4743 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4744 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4745 {
4746         int ret;
4747
4748         memcg->kmemcg_id = -1;
4749         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4750         if (ret)
4751                 return ret;
4752
4753         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4754 }
4755
4756 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4757 {
4758         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4759 }
4760
4761 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4762 {
4763         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4764                 return;
4765
4766         /*
4767          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4768          * pages, for instance, a page contain objects from various
4769          * processes. As we prevent from taking a reference for every
4770          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
4771          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
4772          *
4773          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
4774          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
4775          * reference is taken here before the group is marked dead
4776          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
4777          *
4778          * Although this might sound strange as this path is called from
4779          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
4780          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
4781          * fail) we do not have other options because of the kmem
4782          * allocations lifetime.
4783          */
4784         css_get(&memcg->css);
4785
4786         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
4787
4788         if (page_counter_read(&memcg->kmem))
4789                 return;
4790
4791         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
4792                 css_put(&memcg->css);
4793 }
4794 #else
4795 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4796 {
4797         return 0;
4798 }
4799
4800 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4801 {
4802 }
4803
4804 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4805 {
4806 }
4807 #endif
4808
4809 /*
4810  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4811  *
4812  * "cgroup.event_control" implementation.
4813  *
4814  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4815  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4816  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4817  *
4818  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4819  * possible.
4820  */
4821
4822 /*
4823  * Unregister event and free resources.
4824  *
4825  * Gets called from workqueue.
4826  */
4827 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4828 {
4829         struct mem_cgroup_event *event =
4830                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4831         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4832
4833         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4834
4835         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4836
4837         /* Notify userspace the event is going away. */
4838         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4839
4840         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4841         kfree(event);
4842         css_put(&memcg->css);
4843 }
4844
4845 /*
4846  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4847  *
4848  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4849  */
4850 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4851                             int sync, void *key)
4852 {
4853         struct mem_cgroup_event *event =
4854                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4855         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4856         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4857
4858         if (flags & POLLHUP) {
4859                 /*
4860                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4861                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4862                  * for us.
4863                  *
4864                  * We can't race against event freeing since the other
4865                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4866                  * which we hold.
4867                  */
4868                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4869                 if (!list_empty(&event->list)) {
4870                         list_del_init(&event->list);
4871                         /*
4872                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4873                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4874                          */
4875                         schedule_work(&event->remove);
4876                 }
4877                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4878         }
4879
4880         return 0;
4881 }
4882
4883 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4884                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4885 {
4886         struct mem_cgroup_event *event =
4887                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4888
4889         event->wqh = wqh;
4890         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4891 }
4892
4893 /*
4894  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4895  *
4896  * Parse input and register new cgroup event handler.
4897  *
4898  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4899  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4900  */
4901 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4902                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4903 {
4904         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4905         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4906         struct mem_cgroup_event *event;
4907         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4908         unsigned int efd, cfd;
4909         struct fd efile;
4910         struct fd cfile;
4911         const char *name;
4912         char *endp;
4913         int ret;
4914
4915         buf = strstrip(buf);
4916
4917         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4918         if (*endp != ' ')
4919                 return -EINVAL;
4920         buf = endp + 1;
4921
4922         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4923         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4924                 return -EINVAL;
4925         buf = endp + 1;
4926
4927         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4928         if (!event)
4929                 return -ENOMEM;
4930
4931         event->memcg = memcg;
4932         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4933         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4934         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4935         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4936
4937         efile = fdget(efd);
4938         if (!efile.file) {
4939                 ret = -EBADF;
4940                 goto out_kfree;
4941         }
4942
4943         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4944         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4945                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4946                 goto out_put_efile;
4947         }
4948
4949         cfile = fdget(cfd);
4950         if (!cfile.file) {
4951                 ret = -EBADF;
4952                 goto out_put_eventfd;
4953         }
4954
4955         /* the process need read permission on control file */
4956         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4957         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4958         if (ret < 0)
4959                 goto out_put_cfile;
4960
4961         /*
4962          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4963          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4964          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4965          * is for compatibility anyway.
4966          *
4967          * DO NOT ADD NEW FILES.
4968          */
4969         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
4970
4971         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4972                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4973                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4974         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4975                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4976                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4977         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4978                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4979                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4980         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4981                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4982                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4983         } else {
4984                 ret = -EINVAL;
4985                 goto out_put_cfile;
4986         }
4987
4988         /*
4989          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4990          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4991          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4992          */
4993         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
4994                                                &memory_cgrp_subsys);
4995         ret = -EINVAL;
4996         if (IS_ERR(cfile_css))
4997                 goto out_put_cfile;
4998         if (cfile_css != css) {
4999                 css_put(cfile_css);
5000                 goto out_put_cfile;
5001         }
5002
5003         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5004         if (ret)
5005                 goto out_put_css;
5006
5007         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5008
5009         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5010         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5011         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5012
5013         fdput(cfile);
5014         fdput(efile);
5015
5016         return nbytes;
5017
5018 out_put_css:
5019         css_put(css);
5020 out_put_cfile:
5021         fdput(cfile);
5022 out_put_eventfd:
5023         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5024 out_put_efile:
5025         fdput(efile);
5026 out_kfree:
5027         kfree(event);
5028
5029         return ret;
5030 }
5031
5032 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5033         {
5034                 .name = "usage_in_bytes",
5035                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5036                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "max_usage_in_bytes",
5040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5041                 .write = mem_cgroup_reset,
5042                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5043         },
5044         {
5045                 .name = "limit_in_bytes",
5046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5047                 .write = mem_cgroup_write,
5048                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5049         },
5050         {
5051                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5053                 .write = mem_cgroup_write,
5054                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5055         },
5056         {
5057                 .name = "failcnt",
5058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5059                 .write = mem_cgroup_reset,
5060                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5061         },
5062         {
5063                 .name = "stat",
5064                 .seq_show = memcg_stat_show,
5065         },
5066         {
5067                 .name = "force_empty",
5068                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5069         },
5070         {
5071                 .name = "use_hierarchy",
5072                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5073                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5074         },
5075         {
5076                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5077                 .write = memcg_write_event_control,
5078                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5079                 .mode = S_IWUGO,
5080         },
5081         {
5082                 .name = "swappiness",
5083                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5084                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5085         },
5086         {
5087                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5088                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5089                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5090         },
5091         {
5092                 .name = "oom_control",
5093                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5094                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5096         },
5097         {
5098                 .name = "pressure_level",
5099         },
5100 #ifdef CONFIG_NUMA
5101         {
5102                 .name = "numa_stat",
5103                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5104         },
5105 #endif
5106 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5107         {
5108                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5109                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5110                 .write = mem_cgroup_write,
5111                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5112         },
5113         {
5114                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5115                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5116                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5117         },
5118         {
5119                 .name = "kmem.failcnt",
5120                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5121                 .write = mem_cgroup_reset,
5122                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5123         },
5124         {
5125                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5126                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5127                 .write = mem_cgroup_reset,
5128                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5129         },
5130 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5131         {
5132                 .name = "kmem.slabinfo",
5133                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5134         },
5135 #endif
5136 #endif
5137         { },    /* terminate */
5138 };
5139
5140 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5141 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5142         {
5143                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5144                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5145                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5146         },
5147         {
5148                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5149                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5150                 .write = mem_cgroup_reset,
5151                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5152         },
5153         {
5154                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5155                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5156                 .write = mem_cgroup_write,
5157                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5158         },
5159         {
5160                 .name = "memsw.failcnt",
5161                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5162                 .write = mem_cgroup_reset,
5163                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5164         },
5165         { },    /* terminate */
5166 };
5167 #endif
5168 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5169 {
5170         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5171         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5172         int zone, tmp = node;
5173         /*
5174          * This routine is called against possible nodes.
5175          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5176          *
5177          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5178          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5179          *       function.
5180          */
5181         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5182                 tmp = -1;
5183         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5184         if (!pn)
5185                 return 1;
5186
5187         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5188                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5189                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5190                 mz->usage_in_excess = 0;
5191                 mz->on_tree = false;
5192                 mz->memcg = memcg;
5193         }
5194         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5195         return 0;
5196 }
5197
5198 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5199 {
5200         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5201 }
5202
5203 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5204 {
5205         struct mem_cgroup *memcg;
5206         size_t size;
5207
5208         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5209         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5210
5211         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5212         if (!memcg)
5213                 return NULL;
5214
5215         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5216         if (!memcg->stat)
5217                 goto out_free;
5218         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5219         return memcg;
5220
5221 out_free:
5222         kfree(memcg);
5223         return NULL;
5224 }
5225
5226 /*
5227  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5228  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5229  *
5230  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5231  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5232  * it goes down to 0.
5233  *
5234  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5235  */
5236
5237 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5238 {
5239         int node;
5240
5241         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5242
5243         for_each_node(node)
5244                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5245
5246         free_percpu(memcg->stat);
5247
5248         /*
5249          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5250          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5251          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5252          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5253          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5254          *
5255          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5256          * to move this code around, and make sure it is outside
5257          * the cgroup_lock.
5258          */
5259         disarm_static_keys(memcg);
5260         kfree(memcg);
5261 }
5262
5263 /*
5264  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5265  */
5266 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5267 {
5268         if (!memcg->memory.parent)
5269                 return NULL;
5270         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
5271 }
5272 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5273
5274 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5275 {
5276         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5277         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5278         int tmp, node, zone;
5279
5280         for_each_node(node) {
5281                 tmp = node;
5282                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5283                         tmp = -1;
5284                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5285                 BUG_ON(!rtpn);
5286
5287                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5288
5289                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5290                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5291                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5292                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5293                 }
5294         }
5295 }
5296
5297 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5298 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5299 {
5300         struct mem_cgroup *memcg;
5301         long error = -ENOMEM;
5302         int node;
5303
5304         memcg = mem_cgroup_alloc();
5305         if (!memcg)
5306                 return ERR_PTR(error);
5307
5308         for_each_node(node)
5309                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5310                         goto free_out;
5311
5312         /* root ? */
5313         if (parent_css == NULL) {
5314                 root_mem_cgroup = memcg;
5315                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5316                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5317                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5318         }
5319
5320         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5321         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5322         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5323         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5324         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5325         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5326         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5327         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5328
5329         return &memcg->css;
5330
5331 free_out:
5332         __mem_cgroup_free(memcg);
5333         return ERR_PTR(error);
5334 }
5335
5336 static int
5337 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5338 {
5339         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5340         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5341         int ret;
5342
5343         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5344                 return -ENOSPC;
5345
5346         if (!parent)
5347                 return 0;
5348
5349         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5350
5351         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5352         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5353         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5354
5355         if (parent->use_hierarchy) {
5356                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5357                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5358                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5359
5360                 /*
5361                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5362                  * core guarantees its existence.
5363                  */
5364         } else {
5365                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5366                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5367                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5368                 /*
5369                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5370                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5371                  * unfortunate state in our controller.
5372                  */
5373                 if (parent != root_mem_cgroup)
5374                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5375         }
5376         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5377
5378         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5379         if (ret)
5380                 return ret;
5381
5382         /*
5383          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
5384          * orders reading memcg->initialized against its callers
5385          * reading the memcg members.
5386          */
5387         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
5388
5389         return 0;
5390 }
5391
5392 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5393 {
5394         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5395         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5396         struct cgroup_subsys_state *iter;
5397
5398         /*
5399          * Unregister events and notify userspace.
5400          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5401          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5402          */
5403         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5404         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5405                 list_del_init(&event->list);
5406                 schedule_work(&event->remove);
5407         }
5408         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5409
5410         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5411
5412         /*
5413          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
5414          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
5415          */
5416         css_for_each_descendant_post(iter, css)
5417                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
5418
5419         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5420         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5421 }
5422
5423 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5424 {
5425         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5426         /*
5427          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
5428          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
5429          * memcg does not do css_tryget_online() and page_counter charging
5430          * under the same RCU lock region, which means that charging
5431          * could race with offlining.  Offlining only happens to
5432          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
5433          * without any tasks from the swapin path when the target
5434          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
5435          * current task as it usually is.  A race like this can leak
5436          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
5437          * circulation:
5438          *
5439          * #0                        #1
5440          *                           lookup_swap_cgroup_id()
5441          *                           rcu_read_lock()
5442          *                           mem_cgroup_lookup()
5443          *                           css_tryget_online()
5444          *                           rcu_read_unlock()
5445          * disable css_tryget_online()
5446          * call_rcu()
5447          *   offline_css()
5448          *     reparent_charges()
5449          *                           page_counter_try_charge()
5450          *                           css_put()
5451          *                             css_free()
5452          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
5453          *                           add page to lru
5454          *
5455          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
5456          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
5457          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
5458          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
5459          * made after offlining:
5460          */
5461         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5462
5463         memcg_destroy_kmem(memcg);
5464         __mem_cgroup_free(memcg);
5465 }
5466
5467 /**
5468  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5469  * @css: the target css
5470  *
5471  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5472  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5473  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5474  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5475  * made visible again.
5476  *
5477  * The current implementation only resets the essential configurations.
5478  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5479  */
5480 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5481 {
5482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5483
5484         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5485         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5486         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5487         memcg->soft_limit = 0;
5488 }
5489
5490 #ifdef CONFIG_MMU
5491 /* Handlers for move charge at task migration. */
5492 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5493 {
5494         int ret;
5495
5496         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5497         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5498         if (!ret) {
5499                 mc.precharge += count;
5500                 return ret;
5501         }
5502         if (ret == -EINTR) {
5503                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5504                 return ret;
5505         }
5506
5507         /* Try charges one by one with reclaim */
5508         while (count--) {
5509                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5510                 /*
5511                  * In case of failure, any residual charges against
5512                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5513                  * later on.  However, cancel any charges that are
5514                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5515                  */
5516                 if (ret == -EINTR)
5517                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5518                 if (ret)
5519                         return ret;
5520                 mc.precharge++;
5521                 cond_resched();
5522         }
5523         return 0;
5524 }
5525
5526 /**
5527  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5528  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5529  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5530  * @ptent: the pte to be checked
5531  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5532  *
5533  * Returns
5534  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5535  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5536  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5537  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5538  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5539  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5540  *     in target->ent.
5541  *
5542  * Called with pte lock held.
5543  */
5544 union mc_target {
5545         struct page     *page;
5546         swp_entry_t     ent;
5547 };
5548
5549 enum mc_target_type {
5550         MC_TARGET_NONE = 0,
5551         MC_TARGET_PAGE,
5552         MC_TARGET_SWAP,
5553 };
5554
5555 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5556                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5557 {
5558         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5559
5560         if (!page || !page_mapped(page))
5561                 return NULL;
5562         if (PageAnon(page)) {
5563                 /* we don't move shared anon */
5564                 if (!move_anon())
5565                         return NULL;
5566         } else if (!move_file())
5567                 /* we ignore mapcount for file pages */
5568                 return NULL;
5569         if (!get_page_unless_zero(page))
5570                 return NULL;
5571
5572         return page;
5573 }
5574
5575 #ifdef CONFIG_SWAP
5576 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5577                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5578 {
5579         struct page *page = NULL;
5580         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5581
5582         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5583                 return NULL;
5584         /*
5585          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5586          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5587          */
5588         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5589         if (do_swap_account)
5590                 entry->val = ent.val;
5591
5592         return page;
5593 }
5594 #else
5595 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5596                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5597 {
5598         return NULL;
5599 }
5600 #endif
5601
5602 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5603                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5604 {
5605         struct page *page = NULL;
5606         struct address_space *mapping;
5607         pgoff_t pgoff;
5608
5609         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5610                 return NULL;
5611         if (!move_file())
5612                 return NULL;
5613
5614         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5615         if (pte_none(ptent))
5616                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5617         else /* pte_file(ptent) is true */
5618                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5619
5620         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5621 #ifdef CONFIG_SWAP
5622         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5623         if (shmem_mapping(mapping)) {
5624                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5625                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5626                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5627                         if (do_swap_account)
5628                                 *entry = swp;
5629                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5630                 }
5631         } else
5632                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5633 #else
5634         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5635 #endif
5636         return page;
5637 }
5638
5639 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5640                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5641 {
5642         struct page *page = NULL;
5643         struct page_cgroup *pc;
5644         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5645         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5646
5647         if (pte_present(ptent))
5648                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5649         else if (is_swap_pte(ptent))
5650                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5651         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5652                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5653
5654         if (!page && !ent.val)
5655                 return ret;
5656         if (page) {
5657                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5658                 /*
5659                  * Do only loose check w/o serialization.
5660                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5661                  * not under LRU exclusion.
5662                  */
5663                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5664                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5665                         if (target)
5666                                 target->page = page;
5667                 }
5668                 if (!ret || !target)
5669                         put_page(page);
5670         }
5671         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5672         if (ent.val && !ret &&
5673             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5674                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5675                 if (target)
5676                         target->ent = ent;
5677         }
5678         return ret;
5679 }
5680
5681 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5682 /*
5683  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5684  * support them for now.
5685  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5686  */
5687 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5688                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5689 {
5690         struct page *page = NULL;
5691         struct page_cgroup *pc;
5692         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5693
5694         page = pmd_page(pmd);
5695         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5696         if (!move_anon())
5697                 return ret;
5698         pc = lookup_page_cgroup(page);
5699         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5700                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5701                 if (target) {
5702                         get_page(page);
5703                         target->page = page;
5704                 }
5705         }
5706         return ret;
5707 }
5708 #else
5709 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5710                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5711 {
5712         return MC_TARGET_NONE;
5713 }
5714 #endif
5715
5716 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5717                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5718                                         struct mm_walk *walk)
5719 {
5720         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5721         pte_t *pte;
5722         spinlock_t *ptl;
5723
5724         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5725                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5726                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5727                 spin_unlock(ptl);
5728                 return 0;
5729         }
5730
5731         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5732                 return 0;
5733         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5734         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5735                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5736                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5737         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5738         cond_resched();
5739
5740         return 0;
5741 }
5742
5743 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5744 {
5745         unsigned long precharge;
5746         struct vm_area_struct *vma;
5747
5748         down_read(&mm->mmap_sem);
5749         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5750                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5751                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5752                         .mm = mm,
5753                         .private = vma,
5754                 };
5755                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5756                         continue;
5757                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5758                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5759         }
5760         up_read(&mm->mmap_sem);
5761
5762         precharge = mc.precharge;
5763         mc.precharge = 0;
5764
5765         return precharge;
5766 }
5767
5768 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5769 {
5770         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5771
5772         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5773         mc.moving_task = current;
5774         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5775 }
5776
5777 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5778 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5779 {
5780         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5781         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5782
5783         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5784         if (mc.precharge) {
5785                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5786                 mc.precharge = 0;
5787         }
5788         /*
5789          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5790          * we must uncharge here.
5791          */
5792         if (mc.moved_charge) {
5793                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5794                 mc.moved_charge = 0;
5795         }
5796         /* we must fixup refcnts and charges */
5797         if (mc.moved_swap) {
5798                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5799                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5800                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5801
5802                 /*
5803                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5804                  * should uncharge to->memory.
5805                  */
5806                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5807                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5808
5809                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5810
5811                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5812                 mc.moved_swap = 0;
5813         }
5814         memcg_oom_recover(from);
5815         memcg_oom_recover(to);
5816         wake_up_all(&mc.waitq);
5817 }
5818
5819 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5820 {
5821         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5822
5823         /*
5824          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5825          * task migration.
5826          */
5827         mc.moving_task = NULL;
5828         __mem_cgroup_clear_mc();
5829         spin_lock(&mc.lock);
5830         mc.from = NULL;
5831         mc.to = NULL;
5832         spin_unlock(&mc.lock);
5833         mem_cgroup_end_move(from);
5834 }
5835
5836 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5837                                  struct cgroup_taskset *tset)
5838 {
5839         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5840         int ret = 0;
5841         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5842         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5843
5844         /*
5845          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5846          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5847          * So we need to save it, and keep it going.
5848          */
5849         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5850         if (move_charge_at_immigrate) {
5851                 struct mm_struct *mm;
5852                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5853
5854                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5855
5856                 mm = get_task_mm(p);
5857                 if (!mm)
5858                         return 0;
5859                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5860                 if (mm->owner == p) {
5861                         VM_BUG_ON(mc.from);
5862                         VM_BUG_ON(mc.to);
5863                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5864                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5865                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5866                         mem_cgroup_start_move(from);
5867                         spin_lock(&mc.lock);
5868                         mc.from = from;
5869                         mc.to = memcg;
5870                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5871                         spin_unlock(&mc.lock);
5872                         /* We set mc.moving_task later */
5873
5874                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5875                         if (ret)
5876                                 mem_cgroup_clear_mc();
5877                 }
5878                 mmput(mm);
5879         }
5880         return ret;
5881 }
5882
5883 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5884                                      struct cgroup_taskset *tset)
5885 {
5886         mem_cgroup_clear_mc();
5887 }
5888
5889 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5890                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5891                                 struct mm_walk *walk)
5892 {
5893         int ret = 0;
5894         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5895         pte_t *pte;
5896         spinlock_t *ptl;
5897         enum mc_target_type target_type;
5898         union mc_target target;
5899         struct page *page;
5900         struct page_cgroup *pc;
5901
5902         /*
5903          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5904          * happens because:
5905          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5906          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5907          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5908          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5909          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5910          *    part of thp split is not executed yet.
5911          */
5912         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5913                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5914                         spin_unlock(ptl);
5915                         return 0;
5916                 }
5917                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5918                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5919                         page = target.page;
5920                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5921                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5922                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5923                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5924                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5925                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5926                                 }
5927                                 putback_lru_page(page);
5928                         }
5929                         put_page(page);
5930                 }
5931                 spin_unlock(ptl);
5932                 return 0;
5933         }
5934
5935         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5936                 return 0;
5937 retry:
5938         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5939         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5940                 pte_t ptent = *(pte++);
5941                 swp_entry_t ent;
5942
5943                 if (!mc.precharge)
5944                         break;
5945
5946                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5947                 case MC_TARGET_PAGE:
5948                         page = target.page;
5949                         if (isolate_lru_page(page))
5950                                 goto put;
5951                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5952                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5953                                                      mc.from, mc.to)) {
5954                                 mc.precharge--;
5955                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5956                                 mc.moved_charge++;
5957                         }
5958                         putback_lru_page(page);
5959 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5960                         put_page(page);
5961                         break;
5962                 case MC_TARGET_SWAP:
5963                         ent = target.ent;
5964                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5965                                 mc.precharge--;
5966                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5967                                 mc.moved_swap++;
5968                         }
5969                         break;
5970                 default:
5971                         break;
5972                 }
5973         }
5974         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5975         cond_resched();
5976
5977         if (addr != end) {
5978                 /*
5979                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5980                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5981                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5982                  * phase.
5983                  */
5984                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5985                 if (!ret)
5986                         goto retry;
5987         }
5988
5989         return ret;
5990 }
5991
5992 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5993 {
5994         struct vm_area_struct *vma;
5995
5996         lru_add_drain_all();
5997 retry:
5998         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5999                 /*
6000                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6001                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6002                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6003                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6004                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6005                  */
6006                 __mem_cgroup_clear_mc();
6007                 cond_resched();
6008                 goto retry;
6009         }
6010         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6011                 int ret;
6012                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6013                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6014                         .mm = mm,
6015                         .private = vma,
6016                 };
6017                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6018                         continue;
6019                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6020                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6021                 if (ret)
6022                         /*
6023                          * means we have consumed all precharges and failed in
6024                          * doing additional charge. Just abandon here.
6025                          */
6026                         break;
6027         }
6028         up_read(&mm->mmap_sem);
6029 }
6030
6031 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6032                                  struct cgroup_taskset *tset)
6033 {
6034         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6035         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6036
6037         if (mm) {
6038                 if (mc.to)
6039                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6040                 mmput(mm);
6041         }
6042         if (mc.to)
6043                 mem_cgroup_clear_mc();
6044 }
6045 #else   /* !CONFIG_MMU */
6046 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6047                                  struct cgroup_taskset *tset)
6048 {
6049         return 0;
6050 }
6051 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6052                                      struct cgroup_taskset *tset)
6053 {
6054 }
6055 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6056                                  struct cgroup_taskset *tset)
6057 {
6058 }
6059 #endif
6060
6061 /*
6062  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6063  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6064  * attempt.
6065  */
6066 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6067 {
6068         /*
6069          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6070          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6071          * on for the root memcg is enough.
6072          */
6073         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6074                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6075 }
6076
6077 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6078         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6079         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6080         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6081         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6082         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6083         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6084         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6085         .attach = mem_cgroup_move_task,
6086         .bind = mem_cgroup_bind,
6087         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6088         .early_init = 0,
6089 };
6090
6091 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6092 static int __init enable_swap_account(char *s)
6093 {
6094         if (!strcmp(s, "1"))
6095                 really_do_swap_account = 1;
6096         else if (!strcmp(s, "0"))
6097                 really_do_swap_account = 0;
6098         return 1;
6099 }
6100 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6101
6102 static void __init memsw_file_init(void)
6103 {
6104         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6105                                           memsw_cgroup_files));
6106 }
6107
6108 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6109 {
6110         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6111                 do_swap_account = 1;
6112                 memsw_file_init();
6113         }
6114 }
6115
6116 #else
6117 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6118 {
6119 }
6120 #endif
6121
6122 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6123 /**
6124  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6125  * @page: page whose memsw charge to transfer
6126  * @entry: swap entry to move the charge to
6127  *
6128  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6129  */
6130 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6131 {
6132         struct page_cgroup *pc;
6133         unsigned short oldid;
6134
6135         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6136         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6137
6138         if (!do_swap_account)
6139                 return;
6140
6141         pc = lookup_page_cgroup(page);
6142
6143         /* Readahead page, never charged */
6144         if (!PageCgroupUsed(pc))
6145                 return;
6146
6147         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
6148
6149         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
6150         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6151
6152         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
6153         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
6154         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
6155 }
6156
6157 /**
6158  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
6159  * @entry: swap entry to uncharge
6160  *
6161  * Drop the memsw charge associated with @entry.
6162  */
6163 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6164 {
6165         struct mem_cgroup *memcg;
6166         unsigned short id;
6167
6168         if (!do_swap_account)
6169                 return;
6170
6171         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
6172         rcu_read_lock();
6173         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
6174         if (memcg) {
6175                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6176                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
6177                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
6178                 css_put(&memcg->css);
6179         }
6180         rcu_read_unlock();
6181 }
6182 #endif
6183
6184 /**
6185  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6186  * @page: page to charge
6187  * @mm: mm context of the victim
6188  * @gfp_mask: reclaim mode
6189  * @memcgp: charged memcg return
6190  *
6191  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6192  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6193  *
6194  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6195  * Otherwise, an error code is returned.
6196  *
6197  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6198  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6199  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6200  */
6201 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6202                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6203 {
6204         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6205         unsigned int nr_pages = 1;
6206         int ret = 0;
6207
6208         if (mem_cgroup_disabled())
6209                 goto out;
6210
6211         if (PageSwapCache(page)) {
6212                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
6213                 /*
6214                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6215                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6216                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6217                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6218                  * in turn serializes uncharging.
6219                  */
6220                 if (PageCgroupUsed(pc))
6221                         goto out;
6222         }
6223
6224         if (PageTransHuge(page)) {
6225                 nr_pages <<= compound_order(page);
6226                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6227         }
6228
6229         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
6230                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
6231         if (!memcg)
6232                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6233
6234         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6235
6236         css_put(&memcg->css);
6237
6238         if (ret == -EINTR) {
6239                 memcg = root_mem_cgroup;
6240                 ret = 0;
6241         }
6242 out:
6243         *memcgp = memcg;
6244         return ret;
6245 }
6246
6247 /**
6248  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6249  * @page: page to charge
6250  * @memcg: memcg to charge the page to
6251  * @lrucare: page might be on LRU already
6252  *
6253  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6254  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6255  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6256  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6257  *
6258  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6259  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6260  *
6261  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6262  */
6263 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6264                               bool lrucare)
6265 {
6266         unsigned int nr_pages = 1;
6267
6268         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6269         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6270
6271         if (mem_cgroup_disabled())
6272                 return;
6273         /*
6274          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6275          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6276          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6277          */
6278         if (!memcg)
6279                 return;
6280
6281         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6282
6283         if (PageTransHuge(page)) {
6284                 nr_pages <<= compound_order(page);
6285                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6286         }
6287
6288         local_irq_disable();
6289         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6290         memcg_check_events(memcg, page);
6291         local_irq_enable();
6292
6293         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6294                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6295                 /*
6296                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6297                  * let's not wait for it.  The page already received a
6298                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6299                  */
6300                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6301         }
6302 }
6303
6304 /**
6305  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6306  * @page: page to charge
6307  * @memcg: memcg to charge the page to
6308  *
6309  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6310  */
6311 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6312 {
6313         unsigned int nr_pages = 1;
6314
6315         if (mem_cgroup_disabled())
6316                 return;
6317         /*
6318          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6319          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6320          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6321          */
6322         if (!memcg)
6323                 return;
6324
6325         if (PageTransHuge(page)) {
6326                 nr_pages <<= compound_order(page);
6327                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6328         }
6329
6330         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6331 }
6332
6333 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
6334                            unsigned long nr_mem, unsigned long nr_memsw,
6335                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
6336                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
6337 {
6338         unsigned long flags;
6339
6340         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6341                 if (nr_mem)
6342                         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_mem);
6343                 if (nr_memsw)
6344                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_memsw);
6345                 memcg_oom_recover(memcg);
6346         }
6347
6348         local_irq_save(flags);
6349         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
6350         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
6351         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
6352         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
6353         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_anon + nr_file);
6354         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
6355         local_irq_restore(flags);
6356
6357         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6358                 css_put_many(&memcg->css, max(nr_mem, nr_memsw));
6359 }
6360
6361 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6362 {
6363         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6364         unsigned long nr_memsw = 0;
6365         unsigned long nr_anon = 0;
6366         unsigned long nr_file = 0;
6367         unsigned long nr_huge = 0;
6368         unsigned long pgpgout = 0;
6369         unsigned long nr_mem = 0;
6370         struct list_head *next;
6371         struct page *page;
6372
6373         next = page_list->next;
6374         do {
6375                 unsigned int nr_pages = 1;
6376                 struct page_cgroup *pc;
6377
6378                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6379                 next = page->lru.next;
6380
6381                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6382                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6383
6384                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6385                 if (!PageCgroupUsed(pc))
6386                         continue;
6387
6388                 /*
6389                  * Nobody should be changing or seriously looking at
6390                  * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have
6391                  * fully exclusive access to the page.
6392                  */
6393
6394                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
6395                         if (memcg) {
6396                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6397                                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6398                                 pgpgout = nr_mem = nr_memsw = 0;
6399                                 nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
6400                         }
6401                         memcg = pc->mem_cgroup;
6402                 }
6403
6404                 if (PageTransHuge(page)) {
6405                         nr_pages <<= compound_order(page);
6406                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6407                         nr_huge += nr_pages;
6408                 }
6409
6410                 if (PageAnon(page))
6411                         nr_anon += nr_pages;
6412                 else
6413                         nr_file += nr_pages;
6414
6415                 if (pc->flags & PCG_MEM)
6416                         nr_mem += nr_pages;
6417                 if (pc->flags & PCG_MEMSW)
6418                         nr_memsw += nr_pages;
6419                 pc->flags = 0;
6420
6421                 pgpgout++;
6422         } while (next != page_list);
6423
6424         if (memcg)
6425                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6426                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6427 }
6428
6429 /**
6430  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6431  * @page: page to uncharge
6432  *
6433  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6434  * mem_cgroup_commit_charge().
6435  */
6436 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6437 {
6438         struct page_cgroup *pc;
6439
6440         if (mem_cgroup_disabled())
6441                 return;
6442
6443         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6444         pc = lookup_page_cgroup(page);
6445         if (!PageCgroupUsed(pc))
6446                 return;
6447
6448         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6449         uncharge_list(&page->lru);
6450 }
6451
6452 /**
6453  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6454  * @page_list: list of pages to uncharge
6455  *
6456  * Uncharge a list of pages previously charged with
6457  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6458  */
6459 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6460 {
6461         if (mem_cgroup_disabled())
6462                 return;
6463
6464         if (!list_empty(page_list))
6465                 uncharge_list(page_list);
6466 }
6467
6468 /**
6469  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6470  * @oldpage: currently charged page
6471  * @newpage: page to transfer the charge to
6472  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6473  *
6474  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6475  *
6476  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6477  */
6478 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6479                         bool lrucare)
6480 {
6481         struct page_cgroup *pc;
6482         int isolated;
6483
6484         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6485         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6486         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6487         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6488         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6489         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6490                        newpage);
6491
6492         if (mem_cgroup_disabled())
6493                 return;
6494
6495         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6496         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6497         if (PageCgroupUsed(pc))
6498                 return;
6499
6500         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6501         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6502         if (!PageCgroupUsed(pc))
6503                 return;
6504
6505         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6506         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6507
6508         if (lrucare)
6509                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6510
6511         pc->flags = 0;
6512
6513         if (lrucare)
6514                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6515
6516         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, lrucare);
6517 }
6518
6519 /*
6520  * subsys_initcall() for memory controller.
6521  *
6522  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6523  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6524  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6525  * be initialized from here.
6526  */
6527 static int __init mem_cgroup_init(void)
6528 {
6529         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6530         enable_swap_cgroup();
6531         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6532         memcg_stock_init();
6533         return 0;
6534 }
6535 subsys_initcall(mem_cgroup_init);