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