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