memcg: rework mem_cgroup_iter to use cgroup iterators
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_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/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /* last scanned hierarchy member with elevated css ref count */
156         struct mem_cgroup *last_visited;
157         /* scan generation, increased every round-trip */
158         unsigned int generation;
159         /* lock to protect the position and generation */
160         spinlock_t iter_lock;
161 };
162
163 /*
164  * per-zone information in memory controller.
165  */
166 struct mem_cgroup_per_zone {
167         struct lruvec           lruvec;
168         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
169
170         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
171
172         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
173         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
174                                                 /* the soft limit is exceeded*/
175         bool                    on_tree;
176         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
177                                                 /* use container_of        */
178 };
179
180 struct mem_cgroup_per_node {
181         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
182 };
183
184 struct mem_cgroup_lru_info {
185         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
186 };
187
188 /*
189  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
190  * their hierarchy representation
191  */
192
193 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
194         struct rb_root rb_root;
195         spinlock_t lock;
196 };
197
198 struct mem_cgroup_tree_per_node {
199         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
200 };
201
202 struct mem_cgroup_tree {
203         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
204 };
205
206 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
207
208 struct mem_cgroup_threshold {
209         struct eventfd_ctx *eventfd;
210         u64 threshold;
211 };
212
213 /* For threshold */
214 struct mem_cgroup_threshold_ary {
215         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
216         int current_threshold;
217         /* Size of entries[] */
218         unsigned int size;
219         /* Array of thresholds */
220         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
221 };
222
223 struct mem_cgroup_thresholds {
224         /* Primary thresholds array */
225         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
226         /*
227          * Spare threshold array.
228          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
229          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
230          */
231         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
232 };
233
234 /* for OOM */
235 struct mem_cgroup_eventfd_list {
236         struct list_head list;
237         struct eventfd_ctx *eventfd;
238 };
239
240 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
241 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
242
243 /*
244  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
245  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
246  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
247  * to help the administrator determine what knobs to tune.
248  *
249  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
250  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
251  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
252  * a feature that will be implemented much later in the future.
253  */
254 struct mem_cgroup {
255         struct cgroup_subsys_state css;
256         /*
257          * the counter to account for memory usage
258          */
259         struct res_counter res;
260
261         union {
262                 /*
263                  * the counter to account for mem+swap usage.
264                  */
265                 struct res_counter memsw;
266
267                 /*
268                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
269                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
270                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
271                  * in a union with the res field, but res plays a much
272                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
273                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
274                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
275                  */
276                 struct rcu_head rcu_freeing;
277                 /*
278                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
279                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
280                  */
281                 struct work_struct work_freeing;
282         };
283
284         /*
285          * the counter to account for kernel memory usage.
286          */
287         struct res_counter kmem;
288         /*
289          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
290          */
291         bool use_hierarchy;
292         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
293
294         bool            oom_lock;
295         atomic_t        under_oom;
296
297         atomic_t        refcnt;
298
299         int     swappiness;
300         /* OOM-Killer disable */
301         int             oom_kill_disable;
302
303         /* set when res.limit == memsw.limit */
304         bool            memsw_is_minimum;
305
306         /* protect arrays of thresholds */
307         struct mutex thresholds_lock;
308
309         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
310         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
311
312         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
314
315         /* For oom notifier event fd */
316         struct list_head oom_notify;
317
318         /*
319          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
320          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
321          */
322         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
323         /*
324          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
325          */
326         atomic_t        moving_account;
327         /* taken only while moving_account > 0 */
328         spinlock_t      move_lock;
329         /*
330          * percpu counter.
331          */
332         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
333         /*
334          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
335          * See mem_cgroup_read_stat().
336          */
337         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
338         spinlock_t pcp_counter_lock;
339
340 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
341         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
342 #endif
343 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
344         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
345         struct list_head memcg_slab_caches;
346         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
347         struct mutex slab_caches_mutex;
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          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
360          * per zone LRU lists.
361          *
362          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
363          * add new fields after this point.
364          */
365         struct mem_cgroup_lru_info info;
366 };
367
368 static size_t memcg_size(void)
369 {
370         return sizeof(struct mem_cgroup) +
371                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
372 }
373
374 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
375 enum {
376         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
377         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
378         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
379 };
380
381 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
382 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
383                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
384
385 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
386 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
387 {
388         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
389 }
390
391 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
392 {
393         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
394 }
395
396 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
397 {
398         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
399 }
400
401 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
402 {
403         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
404 }
405
406 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
407 {
408         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
409                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
410 }
411
412 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
413 {
414         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
415                                   &memcg->kmem_account_flags);
416 }
417 #endif
418
419 /* Stuffs for move charges at task migration. */
420 /*
421  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
422  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
423  */
424 enum move_type {
425         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
426         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
427         NR_MOVE_TYPE,
428 };
429
430 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
431 static struct move_charge_struct {
432         spinlock_t        lock; /* for from, to */
433         struct mem_cgroup *from;
434         struct mem_cgroup *to;
435         unsigned long immigrate_flags;
436         unsigned long precharge;
437         unsigned long moved_charge;
438         unsigned long moved_swap;
439         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
440         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
441 } mc = {
442         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
443         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
444 };
445
446 static bool move_anon(void)
447 {
448         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
449 }
450
451 static bool move_file(void)
452 {
453         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
454 }
455
456 /*
457  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
458  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
459  */
460 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
461 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
462
463 enum charge_type {
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
467         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
468         NR_CHARGE_TYPE,
469 };
470
471 /* for encoding cft->private value on file */
472 enum res_type {
473         _MEM,
474         _MEMSWAP,
475         _OOM_TYPE,
476         _KMEM,
477 };
478
479 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
480 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
481 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
482 /* Used for OOM nofiier */
483 #define OOM_CONTROL             (0)
484
485 /*
486  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
487  */
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
491 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
492
493 /*
494  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
495  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
496  * appearing has to hold it as well.
497  */
498 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
499
500 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
501 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
502
503 static inline
504 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
505 {
506         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
507 }
508
509 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
510 {
511         return (memcg == root_mem_cgroup);
512 }
513
514 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
515 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
516
517 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
518 {
519         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
520                 struct mem_cgroup *memcg;
521                 struct cg_proto *cg_proto;
522
523                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
524
525                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
526                  * filled. It won't however, necessarily happen from
527                  * process context. So the test for root memcg given
528                  * the current task's memcg won't help us in this case.
529                  *
530                  * Respecting the original socket's memcg is a better
531                  * decision in this case.
532                  */
533                 if (sk->sk_cgrp) {
534                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
535                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
536                         return;
537                 }
538
539                 rcu_read_lock();
540                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
541                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
542                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
543                         mem_cgroup_get(memcg);
544                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
545                 }
546                 rcu_read_unlock();
547         }
548 }
549 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
550
551 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
552 {
553         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
554                 struct mem_cgroup *memcg;
555                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
556                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
557                 mem_cgroup_put(memcg);
558         }
559 }
560
561 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
564                 return NULL;
565
566         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
569
570 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
571 {
572         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
573                 return;
574         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
575 }
576 #else
577 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
578 {
579 }
580 #endif
581
582 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
583 /*
584  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
585  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
586  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
587  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
588  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
589  *     200 entry array for that.
590  *
591  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
592  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
593  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
594  *     core for this
595  *
596  * The current size of the caches array is stored in
597  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
598  * increase it.
599  */
600 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
601 int memcg_limited_groups_array_size;
602
603 /*
604  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
605  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
606  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
607  * tunable, but that is strictly not necessary.
608  *
609  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
610  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
611  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
612  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
613  * increase ours as well if it increases.
614  */
615 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
616 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
617
618 /*
619  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
620  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
621  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
622  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
623  */
624 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
625 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
626
627 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
628 {
629         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
630                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
631                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
632         }
633         /*
634          * This check can't live in kmem destruction function,
635          * since the charges will outlive the cgroup
636          */
637         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
638 }
639 #else
640 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
641 {
642 }
643 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
644
645 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
646 {
647         disarm_sock_keys(memcg);
648         disarm_kmem_keys(memcg);
649 }
650
651 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
652
653 static struct mem_cgroup_per_zone *
654 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
655 {
656         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
657         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
661 {
662         return &memcg->css;
663 }
664
665 static struct mem_cgroup_per_zone *
666 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
667 {
668         int nid = page_to_nid(page);
669         int zid = page_zonenum(page);
670
671         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
675 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
676 {
677         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
678 }
679
680 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
681 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
682 {
683         int nid = page_to_nid(page);
684         int zid = page_zonenum(page);
685
686         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
687 }
688
689 static void
690 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
691                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
692                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
693                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
694 {
695         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
696         struct rb_node *parent = NULL;
697         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
698
699         if (mz->on_tree)
700                 return;
701
702         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
703         if (!mz->usage_in_excess)
704                 return;
705         while (*p) {
706                 parent = *p;
707                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
708                                         tree_node);
709                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
710                         p = &(*p)->rb_left;
711                 /*
712                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
713                  * limit by the same amount
714                  */
715                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
716                         p = &(*p)->rb_right;
717         }
718         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
719         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
720         mz->on_tree = true;
721 }
722
723 static void
724 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
725                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
726                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
727 {
728         if (!mz->on_tree)
729                 return;
730         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
731         mz->on_tree = false;
732 }
733
734 static void
735 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
736                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
737                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
738 {
739         spin_lock(&mctz->lock);
740         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
741         spin_unlock(&mctz->lock);
742 }
743
744
745 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
746 {
747         unsigned long long excess;
748         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
749         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
750         int nid = page_to_nid(page);
751         int zid = page_zonenum(page);
752         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
753
754         /*
755          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
756          * because their event counter is not touched.
757          */
758         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
759                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
760                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
761                 /*
762                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
763                  * mem is over its softlimit.
764                  */
765                 if (excess || mz->on_tree) {
766                         spin_lock(&mctz->lock);
767                         /* if on-tree, remove it */
768                         if (mz->on_tree)
769                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770                         /*
771                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
772                          * If excess is 0, no tree ops.
773                          */
774                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
775                         spin_unlock(&mctz->lock);
776                 }
777         }
778 }
779
780 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
781 {
782         int node, zone;
783         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
784         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
785
786         for_each_node(node) {
787                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
788                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
789                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
790                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
791                 }
792         }
793 }
794
795 static struct mem_cgroup_per_zone *
796 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
797 {
798         struct rb_node *rightmost = NULL;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800
801 retry:
802         mz = NULL;
803         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
804         if (!rightmost)
805                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
806
807         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
808         /*
809          * Remove the node now but someone else can add it back,
810          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
811          * position in the tree.
812          */
813         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
814         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
815                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
816                 goto retry;
817 done:
818         return mz;
819 }
820
821 static struct mem_cgroup_per_zone *
822 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
823 {
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825
826         spin_lock(&mctz->lock);
827         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
828         spin_unlock(&mctz->lock);
829         return mz;
830 }
831
832 /*
833  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
834  *
835  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
836  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
837  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
838  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
839  *
840  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
841  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
842  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
843  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
844  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
845  *
846  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
847  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
848  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
849  * implemented.
850  */
851 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
852                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
853 {
854         long val = 0;
855         int cpu;
856
857         get_online_cpus();
858         for_each_online_cpu(cpu)
859                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
860 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
861         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
862         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
863         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
864 #endif
865         put_online_cpus();
866         return val;
867 }
868
869 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
870                                          bool charge)
871 {
872         int val = (charge) ? 1 : -1;
873         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
874 }
875
876 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
877                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
878 {
879         unsigned long val = 0;
880         int cpu;
881
882         for_each_online_cpu(cpu)
883                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
884 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
885         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
886         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
887         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
888 #endif
889         return val;
890 }
891
892 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
893                                          bool anon, int nr_pages)
894 {
895         preempt_disable();
896
897         /*
898          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
899          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
900          */
901         if (anon)
902                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
903                                 nr_pages);
904         else
905                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
906                                 nr_pages);
907
908         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
909         if (nr_pages > 0)
910                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
911         else {
912                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
913                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
914         }
915
916         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
917
918         preempt_enable();
919 }
920
921 unsigned long
922 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
923 {
924         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
925
926         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
927         return mz->lru_size[lru];
928 }
929
930 static unsigned long
931 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
932                         unsigned int lru_mask)
933 {
934         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
935         enum lru_list lru;
936         unsigned long ret = 0;
937
938         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
939
940         for_each_lru(lru) {
941                 if (BIT(lru) & lru_mask)
942                         ret += mz->lru_size[lru];
943         }
944         return ret;
945 }
946
947 static unsigned long
948 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
949                         int nid, unsigned int lru_mask)
950 {
951         u64 total = 0;
952         int zid;
953
954         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
955                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
956                                                 nid, zid, lru_mask);
957
958         return total;
959 }
960
961 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
962                         unsigned int lru_mask)
963 {
964         int nid;
965         u64 total = 0;
966
967         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
968                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
969         return total;
970 }
971
972 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
973                                        enum mem_cgroup_events_target target)
974 {
975         unsigned long val, next;
976
977         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
978         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
979         /* from time_after() in jiffies.h */
980         if ((long)next - (long)val < 0) {
981                 switch (target) {
982                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
983                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
984                         break;
985                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
986                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
987                         break;
988                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
989                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
990                         break;
991                 default:
992                         break;
993                 }
994                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
995                 return true;
996         }
997         return false;
998 }
999
1000 /*
1001  * Check events in order.
1002  *
1003  */
1004 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1005 {
1006         preempt_disable();
1007         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1008         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1009                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1010                 bool do_softlimit;
1011                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1012
1013                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1014                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1015 #if MAX_NUMNODES > 1
1016                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1017                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1018 #endif
1019                 preempt_enable();
1020
1021                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1022                 if (unlikely(do_softlimit))
1023                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1024 #if MAX_NUMNODES > 1
1025                 if (unlikely(do_numainfo))
1026                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1027 #endif
1028         } else
1029                 preempt_enable();
1030 }
1031
1032 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1033 {
1034         return mem_cgroup_from_css(
1035                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1036 }
1037
1038 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1039 {
1040         /*
1041          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1042          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1043          * So this can be called with p == NULL.
1044          */
1045         if (unlikely(!p))
1046                 return NULL;
1047
1048         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1049 }
1050
1051 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1052 {
1053         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1054
1055         if (!mm)
1056                 return NULL;
1057         /*
1058          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1059          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1060          * pessimistic (rather than adding locks here).
1061          */
1062         rcu_read_lock();
1063         do {
1064                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1065                 if (unlikely(!memcg))
1066                         break;
1067         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1068         rcu_read_unlock();
1069         return memcg;
1070 }
1071
1072 /**
1073  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1074  * @root: hierarchy root
1075  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1076  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1077  *
1078  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1079  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1080  *
1081  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1082  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1083  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1084  *
1085  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1086  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1087  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1088  */
1089 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1090                                    struct mem_cgroup *prev,
1091                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1092 {
1093         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1094         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1095
1096         if (mem_cgroup_disabled())
1097                 return NULL;
1098
1099         if (!root)
1100                 root = root_mem_cgroup;
1101
1102         if (prev && !reclaim)
1103                 last_visited = prev;
1104
1105         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1106                 if (prev)
1107                         goto out_css_put;
1108                 return root;
1109         }
1110
1111         rcu_read_lock();
1112         while (!memcg) {
1113                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1114                 struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1115
1116                 if (reclaim) {
1117                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1118                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1119                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1120
1121                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1122                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1123                         spin_lock(&iter->iter_lock);
1124                         last_visited = iter->last_visited;
1125                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1126                                 if (last_visited) {
1127                                         css_put(&last_visited->css);
1128                                         iter->last_visited = NULL;
1129                                 }
1130                                 spin_unlock(&iter->iter_lock);
1131                                 goto out_unlock;
1132                         }
1133                 }
1134
1135                 /*
1136                  * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1137                  * explicit visit.
1138                  */
1139                 if (!last_visited) {
1140                         css = &root->css;
1141                 } else {
1142                         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1143
1144                         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1145                                 : last_visited->css.cgroup;
1146                         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(prev_cgroup,
1147                                         root->css.cgroup);
1148                         if (next_cgroup)
1149                                 css = cgroup_subsys_state(next_cgroup,
1150                                                 mem_cgroup_subsys_id);
1151                 }
1152
1153                 /*
1154                  * Even if we found a group we have to make sure it is alive.
1155                  * css && !memcg means that the groups should be skipped and
1156                  * we should continue the tree walk.
1157                  * last_visited css is safe to use because it is protected by
1158                  * css_get and the tree walk is rcu safe.
1159                  */
1160                 if (css == &root->css || (css && css_tryget(css)))
1161                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1162
1163                 if (reclaim) {
1164                         struct mem_cgroup *curr = memcg;
1165
1166                         if (last_visited)
1167                                 css_put(&last_visited->css);
1168
1169                         if (css && !memcg)
1170                                 curr = mem_cgroup_from_css(css);
1171
1172                         /* make sure that the cached memcg is not removed */
1173                         if (curr)
1174                                 css_get(&curr->css);
1175                         iter->last_visited = curr;
1176
1177                         if (!css)
1178                                 iter->generation++;
1179                         else if (!prev && memcg)
1180                                 reclaim->generation = iter->generation;
1181                         spin_unlock(&iter->iter_lock);
1182                 } else if (css && !memcg) {
1183                         last_visited = mem_cgroup_from_css(css);
1184                 }
1185
1186                 if (prev && !css)
1187                         goto out_unlock;
1188         }
1189 out_unlock:
1190         rcu_read_unlock();
1191 out_css_put:
1192         if (prev && prev != root)
1193                 css_put(&prev->css);
1194
1195         return memcg;
1196 }
1197
1198 /**
1199  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1200  * @root: hierarchy root
1201  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1202  */
1203 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1204                            struct mem_cgroup *prev)
1205 {
1206         if (!root)
1207                 root = root_mem_cgroup;
1208         if (prev && prev != root)
1209                 css_put(&prev->css);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1214  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1215  * be used for reference counting.
1216  */
1217 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1218         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1219              iter != NULL;                              \
1220              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1221
1222 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1223         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1224              iter != NULL;                              \
1225              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1226
1227 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1228 {
1229         struct mem_cgroup *memcg;
1230
1231         rcu_read_lock();
1232         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1233         if (unlikely(!memcg))
1234                 goto out;
1235
1236         switch (idx) {
1237         case PGFAULT:
1238                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1239                 break;
1240         case PGMAJFAULT:
1241                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1242                 break;
1243         default:
1244                 BUG();
1245         }
1246 out:
1247         rcu_read_unlock();
1248 }
1249 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1250
1251 /**
1252  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1253  * @zone: zone of the wanted lruvec
1254  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1255  *
1256  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1257  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1258  * is disabled.
1259  */
1260 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1261                                       struct mem_cgroup *memcg)
1262 {
1263         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1264         struct lruvec *lruvec;
1265
1266         if (mem_cgroup_disabled()) {
1267                 lruvec = &zone->lruvec;
1268                 goto out;
1269         }
1270
1271         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1272         lruvec = &mz->lruvec;
1273 out:
1274         /*
1275          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1276          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1277          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1278          */
1279         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1280                 lruvec->zone = zone;
1281         return lruvec;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1286  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1287  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1288  *
1289  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1290  * 1. charge
1291  * 2. moving account
1292  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1293  * It is added to LRU before charge.
1294  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1295  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1296  */
1297
1298 /**
1299  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1300  * @page: the page
1301  * @zone: zone of the page
1302  */
1303 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1304 {
1305         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1306         struct mem_cgroup *memcg;
1307         struct page_cgroup *pc;
1308         struct lruvec *lruvec;
1309
1310         if (mem_cgroup_disabled()) {
1311                 lruvec = &zone->lruvec;
1312                 goto out;
1313         }
1314
1315         pc = lookup_page_cgroup(page);
1316         memcg = pc->mem_cgroup;
1317
1318         /*
1319          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1320          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1321          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1322          *
1323          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1324          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1325          * of pc->mem_cgroup safe.
1326          */
1327         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1328                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1329
1330         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1331         lruvec = &mz->lruvec;
1332 out:
1333         /*
1334          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1335          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1336          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1337          */
1338         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1339                 lruvec->zone = zone;
1340         return lruvec;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1345  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1346  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1347  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1348  *
1349  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1350  * lru list.
1351  */
1352 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1353                                 int nr_pages)
1354 {
1355         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1356         unsigned long *lru_size;
1357
1358         if (mem_cgroup_disabled())
1359                 return;
1360
1361         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1362         lru_size = mz->lru_size + lru;
1363         *lru_size += nr_pages;
1364         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1369  * hierarchy subtree
1370  */
1371 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1372                                   struct mem_cgroup *memcg)
1373 {
1374         if (root_memcg == memcg)
1375                 return true;
1376         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1377                 return false;
1378         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1379 }
1380
1381 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1382                                        struct mem_cgroup *memcg)
1383 {
1384         bool ret;
1385
1386         rcu_read_lock();
1387         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1388         rcu_read_unlock();
1389         return ret;
1390 }
1391
1392 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1393 {
1394         int ret;
1395         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1396         struct task_struct *p;
1397
1398         p = find_lock_task_mm(task);
1399         if (p) {
1400                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1401                 task_unlock(p);
1402         } else {
1403                 /*
1404                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1405                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1406                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1407                  */
1408                 task_lock(task);
1409                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1410                 if (curr)
1411                         css_get(&curr->css);
1412                 task_unlock(task);
1413         }
1414         if (!curr)
1415                 return 0;
1416         /*
1417          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1418          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1419          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1420          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1421          */
1422         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1423         css_put(&curr->css);
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1428 {
1429         unsigned long inactive_ratio;
1430         unsigned long inactive;
1431         unsigned long active;
1432         unsigned long gb;
1433
1434         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1435         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1436
1437         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1438         if (gb)
1439                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1440         else
1441                 inactive_ratio = 1;
1442
1443         return inactive * inactive_ratio < active;
1444 }
1445
1446 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1447         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1448
1449 /**
1450  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1451  * @memcg: the memory cgroup
1452  *
1453  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1454  * pages.
1455  */
1456 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         unsigned long long margin;
1459
1460         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1461         if (do_swap_account)
1462                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1463         return margin >> PAGE_SHIFT;
1464 }
1465
1466 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1467 {
1468         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1469
1470         /* root ? */
1471         if (cgrp->parent == NULL)
1472                 return vm_swappiness;
1473
1474         return memcg->swappiness;
1475 }
1476
1477 /*
1478  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1479  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1480  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1481  * rcu_read_lock(), like this:
1482  *
1483  *         CPU-A                                    CPU-B
1484  *                                              rcu_read_lock()
1485  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1486  *                                                   take heavy locks.
1487  *         synchronize_rcu()                    update something.
1488  *                                              rcu_read_unlock()
1489  *         start move here.
1490  */
1491
1492 /* for quick checking without looking up memcg */
1493 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1494
1495 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1496 {
1497         atomic_inc(&memcg_moving);
1498         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1499         synchronize_rcu();
1500 }
1501
1502 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1503 {
1504         /*
1505          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1506          * We check NULL in callee rather than caller.
1507          */
1508         if (memcg) {
1509                 atomic_dec(&memcg_moving);
1510                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1511         }
1512 }
1513
1514 /*
1515  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1516  *
1517  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1518  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1519  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1520  *
1521  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1522  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1523  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1524  */
1525
1526 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1527 {
1528         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1529         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1530 }
1531
1532 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1533 {
1534         struct mem_cgroup *from;
1535         struct mem_cgroup *to;
1536         bool ret = false;
1537         /*
1538          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1539          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1540          */
1541         spin_lock(&mc.lock);
1542         from = mc.from;
1543         to = mc.to;
1544         if (!from)
1545                 goto unlock;
1546
1547         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1548                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1549 unlock:
1550         spin_unlock(&mc.lock);
1551         return ret;
1552 }
1553
1554 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1557                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1558                         DEFINE_WAIT(wait);
1559                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1560                         /* moving charge context might have finished. */
1561                         if (mc.moving_task)
1562                                 schedule();
1563                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1564                         return true;
1565                 }
1566         }
1567         return false;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Take this lock when
1572  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1573  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1574  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1575  */
1576 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1577                                   unsigned long *flags)
1578 {
1579         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1580 }
1581
1582 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1583                                 unsigned long *flags)
1584 {
1585         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1586 }
1587
1588 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1589 /**
1590  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1591  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1592  * @p: Task that is going to be killed
1593  *
1594  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1595  * enabled
1596  */
1597 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1598 {
1599         struct cgroup *task_cgrp;
1600         struct cgroup *mem_cgrp;
1601         /*
1602          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1603          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1604          * If this assumption is broken, revisit this code.
1605          */
1606         static char memcg_name[PATH_MAX];
1607         int ret;
1608         struct mem_cgroup *iter;
1609         unsigned int i;
1610
1611         if (!p)
1612                 return;
1613
1614         rcu_read_lock();
1615
1616         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1617         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1618
1619         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1620         if (ret < 0) {
1621                 /*
1622                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1623                  * But we'll still print out the usage information
1624                  */
1625                 rcu_read_unlock();
1626                 goto done;
1627         }
1628         rcu_read_unlock();
1629
1630         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1631
1632         rcu_read_lock();
1633         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1634         if (ret < 0) {
1635                 rcu_read_unlock();
1636                 goto done;
1637         }
1638         rcu_read_unlock();
1639
1640         /*
1641          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1642          */
1643         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1644 done:
1645
1646         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1647                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1648                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1649                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1650         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1651                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1652                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1653                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1654         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1655                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1656                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1657                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1658
1659         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1660                 pr_info("Memory cgroup stats");
1661
1662                 rcu_read_lock();
1663                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1664                 if (!ret)
1665                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1666                 rcu_read_unlock();
1667                 pr_cont(":");
1668
1669                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1670                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1671                                 continue;
1672                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1673                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1674                 }
1675
1676                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1677                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1678                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1679
1680                 pr_cont("\n");
1681         }
1682 }
1683
1684 /*
1685  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1686  * 1(self count) if no children.
1687  */
1688 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1689 {
1690         int num = 0;
1691         struct mem_cgroup *iter;
1692
1693         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1694                 num++;
1695         return num;
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1700  */
1701 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1702 {
1703         u64 limit;
1704
1705         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1706
1707         /*
1708          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1709          */
1710         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1711                 u64 memsw;
1712
1713                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1714                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1715
1716                 /*
1717                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1718                  * available to this memcg, return that limit.
1719                  */
1720                 limit = min(limit, memsw);
1721         }
1722
1723         return limit;
1724 }
1725
1726 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1727                                      int order)
1728 {
1729         struct mem_cgroup *iter;
1730         unsigned long chosen_points = 0;
1731         unsigned long totalpages;
1732         unsigned int points = 0;
1733         struct task_struct *chosen = NULL;
1734
1735         /*
1736          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1737          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1738          * its memory.
1739          */
1740         if (fatal_signal_pending(current)) {
1741                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1742                 return;
1743         }
1744
1745         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1746         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1747         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1748                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1749                 struct cgroup_iter it;
1750                 struct task_struct *task;
1751
1752                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1753                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1754                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1755                                                         false)) {
1756                         case OOM_SCAN_SELECT:
1757                                 if (chosen)
1758                                         put_task_struct(chosen);
1759                                 chosen = task;
1760                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1761                                 get_task_struct(chosen);
1762                                 /* fall through */
1763                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1764                                 continue;
1765                         case OOM_SCAN_ABORT:
1766                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1767                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1768                                 if (chosen)
1769                                         put_task_struct(chosen);
1770                                 return;
1771                         case OOM_SCAN_OK:
1772                                 break;
1773                         };
1774                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1775                         if (points > chosen_points) {
1776                                 if (chosen)
1777                                         put_task_struct(chosen);
1778                                 chosen = task;
1779                                 chosen_points = points;
1780                                 get_task_struct(chosen);
1781                         }
1782                 }
1783                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1784         }
1785
1786         if (!chosen)
1787                 return;
1788         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1789         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1790                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1791 }
1792
1793 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1794                                         gfp_t gfp_mask,
1795                                         unsigned long flags)
1796 {
1797         unsigned long total = 0;
1798         bool noswap = false;
1799         int loop;
1800
1801         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1802                 noswap = true;
1803         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1804                 noswap = true;
1805
1806         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1807                 if (loop)
1808                         drain_all_stock_async(memcg);
1809                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1810                 /*
1811                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1812                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1813                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1814                  */
1815                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1816                         break;
1817                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1818                         break;
1819                 /*
1820                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1821                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1822                  */
1823                 if (loop && !total)
1824                         break;
1825         }
1826         return total;
1827 }
1828
1829 /**
1830  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1831  * @memcg: the target memcg
1832  * @nid: the node ID to be checked.
1833  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1834  *
1835  * This function returns whether the specified memcg contains any
1836  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1837  * pages in the node.
1838  */
1839 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1840                 int nid, bool noswap)
1841 {
1842         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1843                 return true;
1844         if (noswap || !total_swap_pages)
1845                 return false;
1846         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1847                 return true;
1848         return false;
1849
1850 }
1851 #if MAX_NUMNODES > 1
1852
1853 /*
1854  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1855  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1856  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1857  *
1858  */
1859 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1860 {
1861         int nid;
1862         /*
1863          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1864          * pagein/pageout changes since the last update.
1865          */
1866         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1867                 return;
1868         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1869                 return;
1870
1871         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1872         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1873
1874         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1875
1876                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1877                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1878         }
1879
1880         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1881         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1886  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1887  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1888  *
1889  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1890  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1891  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1892  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1893  *
1894  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1895  */
1896 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1897 {
1898         int node;
1899
1900         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1901         node = memcg->last_scanned_node;
1902
1903         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1904         if (node == MAX_NUMNODES)
1905                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1906         /*
1907          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1908          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1909          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1910          * we use curret node.
1911          */
1912         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1913                 node = numa_node_id();
1914
1915         memcg->last_scanned_node = node;
1916         return node;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1921  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1922  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1923  * enough new information. We need to do double check.
1924  */
1925 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1926 {
1927         int nid;
1928
1929         /*
1930          * quick check...making use of scan_node.
1931          * We can skip unused nodes.
1932          */
1933         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1934                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1935                      nid < MAX_NUMNODES;
1936                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1937
1938                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1939                                 return true;
1940                 }
1941         }
1942         /*
1943          * Check rest of nodes.
1944          */
1945         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1946                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1947                         continue;
1948                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1949                         return true;
1950         }
1951         return false;
1952 }
1953
1954 #else
1955 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1956 {
1957         return 0;
1958 }
1959
1960 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1961 {
1962         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1963 }
1964 #endif
1965
1966 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1967                                    struct zone *zone,
1968                                    gfp_t gfp_mask,
1969                                    unsigned long *total_scanned)
1970 {
1971         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1972         int total = 0;
1973         int loop = 0;
1974         unsigned long excess;
1975         unsigned long nr_scanned;
1976         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1977                 .zone = zone,
1978                 .priority = 0,
1979         };
1980
1981         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1982
1983         while (1) {
1984                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1985                 if (!victim) {
1986                         loop++;
1987                         if (loop >= 2) {
1988                                 /*
1989                                  * If we have not been able to reclaim
1990                                  * anything, it might because there are
1991                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1992                                  */
1993                                 if (!total)
1994                                         break;
1995                                 /*
1996                                  * We want to do more targeted reclaim.
1997                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1998                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1999                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2000                                  */
2001                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2002                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2003                                         break;
2004                         }
2005                         continue;
2006                 }
2007                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2008                         continue;
2009                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2010                                                      zone, &nr_scanned);
2011                 *total_scanned += nr_scanned;
2012                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2013                         break;
2014         }
2015         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2016         return total;
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2021  * If someone is running, return false.
2022  * Has to be called with memcg_oom_lock
2023  */
2024 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2027
2028         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2029                 if (iter->oom_lock) {
2030                         /*
2031                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2032                          * so we cannot give a lock.
2033                          */
2034                         failed = iter;
2035                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2036                         break;
2037                 } else
2038                         iter->oom_lock = true;
2039         }
2040
2041         if (!failed)
2042                 return true;
2043
2044         /*
2045          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2046          * what we set up to the failing subtree
2047          */
2048         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2049                 if (iter == failed) {
2050                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2051                         break;
2052                 }
2053                 iter->oom_lock = false;
2054         }
2055         return false;
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Has to be called with memcg_oom_lock
2060  */
2061 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2062 {
2063         struct mem_cgroup *iter;
2064
2065         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2066                 iter->oom_lock = false;
2067         return 0;
2068 }
2069
2070 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2071 {
2072         struct mem_cgroup *iter;
2073
2074         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2075                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2076 }
2077
2078 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2079 {
2080         struct mem_cgroup *iter;
2081
2082         /*
2083          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2084          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2085          * atomic_add_unless() here.
2086          */
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2088                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2089 }
2090
2091 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2092 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2093
2094 struct oom_wait_info {
2095         struct mem_cgroup *memcg;
2096         wait_queue_t    wait;
2097 };
2098
2099 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2100         unsigned mode, int sync, void *arg)
2101 {
2102         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2103         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2104         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2105
2106         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2107         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2108
2109         /*
2110          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2111          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2112          */
2113         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2114                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2115                 return 0;
2116         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2117 }
2118
2119 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2120 {
2121         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2122         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2123 }
2124
2125 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2126 {
2127         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2128                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2129 }
2130
2131 /*
2132  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2133  */
2134 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2135                                   int order)
2136 {
2137         struct oom_wait_info owait;
2138         bool locked, need_to_kill;
2139
2140         owait.memcg = memcg;
2141         owait.wait.flags = 0;
2142         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2143         owait.wait.private = current;
2144         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2145         need_to_kill = true;
2146         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2147
2148         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2149         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2150         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2151         /*
2152          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2153          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2154          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2155          */
2156         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2157         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2158                 need_to_kill = false;
2159         if (locked)
2160                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2161         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2162
2163         if (need_to_kill) {
2164                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2165                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2166         } else {
2167                 schedule();
2168                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2169         }
2170         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2171         if (locked)
2172                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2173         memcg_wakeup_oom(memcg);
2174         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2175
2176         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2177
2178         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2179                 return false;
2180         /* Give chance to dying process */
2181         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2182         return true;
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2187  * generalized to update other statistics as well.
2188  *
2189  * Notes: Race condition
2190  *
2191  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2192  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2193  * to do so _always_.
2194  *
2195  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2196  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2197  * are no race with "charge".
2198  *
2199  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2200  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2201  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2202  * by flags.
2203  *
2204  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2205  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2206  * If there is, we take a lock.
2207  */
2208
2209 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2210                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2211 {
2212         struct mem_cgroup *memcg;
2213         struct page_cgroup *pc;
2214
2215         pc = lookup_page_cgroup(page);
2216 again:
2217         memcg = pc->mem_cgroup;
2218         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2219                 return;
2220         /*
2221          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2222          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2223          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2224          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2225          */
2226         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2227                 return;
2228
2229         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2230         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2231                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2232                 goto again;
2233         }
2234         *locked = true;
2235 }
2236
2237 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2238 {
2239         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2240
2241         /*
2242          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2243          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2244          * should take move_lock_mem_cgroup().
2245          */
2246         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2247 }
2248
2249 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2250                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2251 {
2252         struct mem_cgroup *memcg;
2253         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2254         unsigned long uninitialized_var(flags);
2255
2256         if (mem_cgroup_disabled())
2257                 return;
2258
2259         memcg = pc->mem_cgroup;
2260         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2261                 return;
2262
2263         switch (idx) {
2264         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2265                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2266                 break;
2267         default:
2268                 BUG();
2269         }
2270
2271         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2276  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2277  */
2278 #define CHARGE_BATCH    32U
2279 struct memcg_stock_pcp {
2280         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2281         unsigned int nr_pages;
2282         struct work_struct work;
2283         unsigned long flags;
2284 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2285 };
2286 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2287 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2288
2289 /**
2290  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2291  * @memcg: memcg to consume from.
2292  * @nr_pages: how many pages to charge.
2293  *
2294  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2295  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2296  * service an allocation will refill the stock.
2297  *
2298  * returns true if successful, false otherwise.
2299  */
2300 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2301 {
2302         struct memcg_stock_pcp *stock;
2303         bool ret = true;
2304
2305         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2306                 return false;
2307
2308         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2309         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2310                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2311         else /* need to call res_counter_charge */
2312                 ret = false;
2313         put_cpu_var(memcg_stock);
2314         return ret;
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2319  */
2320 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2321 {
2322         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2323
2324         if (stock->nr_pages) {
2325                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2326
2327                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2328                 if (do_swap_account)
2329                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2330                 stock->nr_pages = 0;
2331         }
2332         stock->cached = NULL;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2337  * a thread which is pinned to local cpu.
2338  */
2339 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2340 {
2341         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2342         drain_stock(stock);
2343         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2344 }
2345
2346 static void __init memcg_stock_init(void)
2347 {
2348         int cpu;
2349
2350         for_each_possible_cpu(cpu) {
2351                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2352                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2353                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2354         }
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2359  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2360  */
2361 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2362 {
2363         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2364
2365         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2366                 drain_stock(stock);
2367                 stock->cached = memcg;
2368         }
2369         stock->nr_pages += nr_pages;
2370         put_cpu_var(memcg_stock);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2375  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2376  * until the work is done.
2377  */
2378 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2379 {
2380         int cpu, curcpu;
2381
2382         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2383         get_online_cpus();
2384         curcpu = get_cpu();
2385         for_each_online_cpu(cpu) {
2386                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2387                 struct mem_cgroup *memcg;
2388
2389                 memcg = stock->cached;
2390                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2391                         continue;
2392                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2393                         continue;
2394                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2395                         if (cpu == curcpu)
2396                                 drain_local_stock(&stock->work);
2397                         else
2398                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2399                 }
2400         }
2401         put_cpu();
2402
2403         if (!sync)
2404                 goto out;
2405
2406         for_each_online_cpu(cpu) {
2407                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2408                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2409                         flush_work(&stock->work);
2410         }
2411 out:
2412         put_online_cpus();
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2417  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2418  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2419  * it.
2420  */
2421 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2422 {
2423         /*
2424          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2425          */
2426         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2427                 return;
2428         drain_all_stock(root_memcg, false);
2429         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2430 }
2431
2432 /* This is a synchronous drain interface. */
2433 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2434 {
2435         /* called when force_empty is called */
2436         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2437         drain_all_stock(root_memcg, true);
2438         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2443  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2444  */
2445 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2446 {
2447         int i;
2448
2449         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2450         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2451                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2452
2453                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2454                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2455         }
2456         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2457                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2458
2459                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2460                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2461         }
2462         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2463 }
2464
2465 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2466                                         unsigned long action,
2467                                         void *hcpu)
2468 {
2469         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2470         struct memcg_stock_pcp *stock;
2471         struct mem_cgroup *iter;
2472
2473         if (action == CPU_ONLINE)
2474                 return NOTIFY_OK;
2475
2476         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2477                 return NOTIFY_OK;
2478
2479         for_each_mem_cgroup(iter)
2480                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2481
2482         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2483         drain_stock(stock);
2484         return NOTIFY_OK;
2485 }
2486
2487
2488 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2489 enum {
2490         CHARGE_OK,              /* success */
2491         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2492         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2493         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2494         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2495 };
2496
2497 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2498                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2499                                 bool oom_check)
2500 {
2501         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2502         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2503         struct res_counter *fail_res;
2504         unsigned long flags = 0;
2505         int ret;
2506
2507         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2508
2509         if (likely(!ret)) {
2510                 if (!do_swap_account)
2511                         return CHARGE_OK;
2512                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2513                 if (likely(!ret))
2514                         return CHARGE_OK;
2515
2516                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2517                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2518                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2519         } else
2520                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2521         /*
2522          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2523          * single page instead.
2524          */
2525         if (nr_pages > min_pages)
2526                 return CHARGE_RETRY;
2527
2528         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2529                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2530
2531         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2532                 return CHARGE_NOMEM;
2533
2534         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2535         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2536                 return CHARGE_RETRY;
2537         /*
2538          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2539          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2540          * before killing the task.
2541          *
2542          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2543          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2544          * to regular pages anyway in case of failure.
2545          */
2546         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2547                 return CHARGE_RETRY;
2548
2549         /*
2550          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2551          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2552          */
2553         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2554                 return CHARGE_RETRY;
2555
2556         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2557         if (!oom_check)
2558                 return CHARGE_NOMEM;
2559         /* check OOM */
2560         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2561                 return CHARGE_OOM_DIE;
2562
2563         return CHARGE_RETRY;
2564 }
2565
2566 /*
2567  * __mem_cgroup_try_charge() does
2568  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2569  * 2. update res_counter
2570  * 3. call memory reclaim if necessary.
2571  *
2572  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2573  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2574  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2575  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2576  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2577  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2578  *
2579  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2580  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2581  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2582  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2583  *
2584  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2585  * the oom-killer can be invoked.
2586  */
2587 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2588                                    gfp_t gfp_mask,
2589                                    unsigned int nr_pages,
2590                                    struct mem_cgroup **ptr,
2591                                    bool oom)
2592 {
2593         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2594         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2595         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2596         int ret;
2597
2598         /*
2599          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2600          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2601          * MEMDIE process.
2602          */
2603         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2604                      || fatal_signal_pending(current)))
2605                 goto bypass;
2606
2607         /*
2608          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2609          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2610          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2611          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2612          */
2613         if (!*ptr && !mm)
2614                 *ptr = root_mem_cgroup;
2615 again:
2616         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2617                 memcg = *ptr;
2618                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2619                         goto done;
2620                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2621                         goto done;
2622                 css_get(&memcg->css);
2623         } else {
2624                 struct task_struct *p;
2625
2626                 rcu_read_lock();
2627                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2628                 /*
2629                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2630                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2631                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2632                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2633                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2634                  * small race, here.
2635                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2636                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2637                  */
2638                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2639                 if (!memcg)
2640                         memcg = root_mem_cgroup;
2641                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2642                         rcu_read_unlock();
2643                         goto done;
2644                 }
2645                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2646                         /*
2647                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2648                          * But considering how consume_stok works, it's not
2649                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2650                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2651                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2652                          * calling consume_stock().
2653                          */
2654                         rcu_read_unlock();
2655                         goto done;
2656                 }
2657                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2658                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2659                         rcu_read_unlock();
2660                         goto again;
2661                 }
2662                 rcu_read_unlock();
2663         }
2664
2665         do {
2666                 bool oom_check;
2667
2668                 /* If killed, bypass charge */
2669                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2670                         css_put(&memcg->css);
2671                         goto bypass;
2672                 }
2673
2674                 oom_check = false;
2675                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2676                         oom_check = true;
2677                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2678                 }
2679
2680                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2681                     oom_check);
2682                 switch (ret) {
2683                 case CHARGE_OK:
2684                         break;
2685                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2686                         batch = nr_pages;
2687                         css_put(&memcg->css);
2688                         memcg = NULL;
2689                         goto again;
2690                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2691                         css_put(&memcg->css);
2692                         goto nomem;
2693                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2694                         if (!oom) {
2695                                 css_put(&memcg->css);
2696                                 goto nomem;
2697                         }
2698                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2699                         nr_oom_retries--;
2700                         break;
2701                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2702                         css_put(&memcg->css);
2703                         goto bypass;
2704                 }
2705         } while (ret != CHARGE_OK);
2706
2707         if (batch > nr_pages)
2708                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2709         css_put(&memcg->css);
2710 done:
2711         *ptr = memcg;
2712         return 0;
2713 nomem:
2714         *ptr = NULL;
2715         return -ENOMEM;
2716 bypass:
2717         *ptr = root_mem_cgroup;
2718         return -EINTR;
2719 }
2720
2721 /*
2722  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2723  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2724  * gotten by try_charge().
2725  */
2726 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2727                                        unsigned int nr_pages)
2728 {
2729         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2730                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2731
2732                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2733                 if (do_swap_account)
2734                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2735         }
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2740  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2741  */
2742 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2743                                         unsigned int nr_pages)
2744 {
2745         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2746
2747         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2748                 return;
2749
2750         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2751         if (do_swap_account)
2752                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2753                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2754 }
2755
2756 /*
2757  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2758  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2759  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2760  * called against removed memcg.)
2761  */
2762 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2763 {
2764         struct cgroup_subsys_state *css;
2765
2766         /* ID 0 is unused ID */
2767         if (!id)
2768                 return NULL;
2769         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2770         if (!css)
2771                 return NULL;
2772         return mem_cgroup_from_css(css);
2773 }
2774
2775 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2776 {
2777         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2778         struct page_cgroup *pc;
2779         unsigned short id;
2780         swp_entry_t ent;
2781
2782         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2783
2784         pc = lookup_page_cgroup(page);
2785         lock_page_cgroup(pc);
2786         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2787                 memcg = pc->mem_cgroup;
2788                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2789                         memcg = NULL;
2790         } else if (PageSwapCache(page)) {
2791                 ent.val = page_private(page);
2792                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2793                 rcu_read_lock();
2794                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2795                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2796                         memcg = NULL;
2797                 rcu_read_unlock();
2798         }
2799         unlock_page_cgroup(pc);
2800         return memcg;
2801 }
2802
2803 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2804                                        struct page *page,
2805                                        unsigned int nr_pages,
2806                                        enum charge_type ctype,
2807                                        bool lrucare)
2808 {
2809         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2810         struct zone *uninitialized_var(zone);
2811         struct lruvec *lruvec;
2812         bool was_on_lru = false;
2813         bool anon;
2814
2815         lock_page_cgroup(pc);
2816         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2817         /*
2818          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2819          * accessed by any other context at this point.
2820          */
2821
2822         /*
2823          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2824          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2825          */
2826         if (lrucare) {
2827                 zone = page_zone(page);
2828                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2829                 if (PageLRU(page)) {
2830                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2831                         ClearPageLRU(page);
2832                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2833                         was_on_lru = true;
2834                 }
2835         }
2836
2837         pc->mem_cgroup = memcg;
2838         /*
2839          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2840          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2841          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2842          * before USED bit, we need memory barrier here.
2843          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2844          */
2845         smp_wmb();
2846         SetPageCgroupUsed(pc);
2847
2848         if (lrucare) {
2849                 if (was_on_lru) {
2850                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2851                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2852                         SetPageLRU(page);
2853                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2854                 }
2855                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2856         }
2857
2858         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2859                 anon = true;
2860         else
2861                 anon = false;
2862
2863         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2864         unlock_page_cgroup(pc);
2865
2866         /*
2867          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2868          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2869          * if they exceeds softlimit.
2870          */
2871         memcg_check_events(memcg, page);
2872 }
2873
2874 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2875
2876 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2877 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2878 {
2879         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2880                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2885  * in the memcg_cache_params struct.
2886  */
2887 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2888 {
2889         struct kmem_cache *cachep;
2890
2891         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2892         cachep = p->root_cache;
2893         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2894 }
2895
2896 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2897 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2898                                         struct seq_file *m)
2899 {
2900         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2901         struct memcg_cache_params *params;
2902
2903         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2904                 return -EIO;
2905
2906         print_slabinfo_header(m);
2907
2908         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2909         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2910                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2911         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2912
2913         return 0;
2914 }
2915 #endif
2916
2917 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2918 {
2919         struct res_counter *fail_res;
2920         struct mem_cgroup *_memcg;
2921         int ret = 0;
2922         bool may_oom;
2923
2924         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2925         if (ret)
2926                 return ret;
2927
2928         /*
2929          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2930          * the same conditions tested by the core page allocator
2931          */
2932         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2933
2934         _memcg = memcg;
2935         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2936                                       &_memcg, may_oom);
2937
2938         if (ret == -EINTR)  {
2939                 /*
2940                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2941                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2942                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2943                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2944                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2945                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2946                  * our minds.
2947                  *
2948                  * This condition will only trigger if the task entered
2949                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2950                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2951                  * dying when the allocation triggers should have been already
2952                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2953                  */
2954                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2955                 if (do_swap_account)
2956                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2957                                                   &fail_res);
2958                 ret = 0;
2959         } else if (ret)
2960                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2961
2962         return ret;
2963 }
2964
2965 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2966 {
2967         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2968         if (do_swap_account)
2969                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2970
2971         /* Not down to 0 */
2972         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2973                 return;
2974
2975         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2976                 mem_cgroup_put(memcg);
2977 }
2978
2979 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2980 {
2981         if (!memcg)
2982                 return;
2983
2984         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2985         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2986         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2987 }
2988
2989 /*
2990  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2991  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2992  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2993  */
2994 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2995 {
2996         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2997 }
2998
2999 /*
3000  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3001  * operation, because that is its main call site.
3002  *
3003  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3004  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3005  */
3006 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3007 {
3008         int num, ret;
3009
3010         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3011                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3012         if (num < 0)
3013                 return num;
3014         /*
3015          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3016          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3017          * guarantees only one process will set the following boolean
3018          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3019          * by the set_limit_mutex anyway.
3020          */
3021         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3022
3023         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3024         if (ret) {
3025                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3026                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3027                 return ret;
3028         }
3029
3030         memcg->kmemcg_id = num;
3031         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3032         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3033         return 0;
3034 }
3035
3036 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3037 {
3038         ssize_t size;
3039         if (num_groups <= 0)
3040                 return 0;
3041
3042         size = 2 * num_groups;
3043         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3044                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3045         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3046                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3047
3048         return size;
3049 }
3050
3051 /*
3052  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3053  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3054  * calling this.
3055  */
3056 void memcg_update_array_size(int num)
3057 {
3058         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3059                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3060 }
3061
3062 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3063
3064 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3065 {
3066         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3067
3068         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3069
3070         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3071                 int i;
3072                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3073
3074                 size *= sizeof(void *);
3075                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3076
3077                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3078                 if (!s->memcg_params) {
3079                         s->memcg_params = cur_params;
3080                         return -ENOMEM;
3081                 }
3082
3083                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3084                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3085                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3086
3087                 /*
3088                  * There is the chance it will be bigger than
3089                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3090                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3091                  * have a bigger array.
3092                  *
3093                  * But if that is the case, the data after
3094                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3095                  */
3096                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3097                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3098                                 continue;
3099                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3100                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3101                 }
3102
3103                 /*
3104                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3105                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3106                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3107                  *
3108                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3109                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3110                  * anyway.
3111                  */
3112                 kfree(cur_params);
3113         }
3114         return 0;
3115 }
3116
3117 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3118                          struct kmem_cache *root_cache)
3119 {
3120         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3121
3122         if (!memcg_kmem_enabled())
3123                 return 0;
3124
3125         if (!memcg)
3126                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3127
3128         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3129         if (!s->memcg_params)
3130                 return -ENOMEM;
3131
3132         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3133                         kmem_cache_destroy_work_func);
3134         if (memcg) {
3135                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3136                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3137         } else
3138                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3139
3140         return 0;
3141 }
3142
3143 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3144 {
3145         struct kmem_cache *root;
3146         struct mem_cgroup *memcg;
3147         int id;
3148
3149         /*
3150          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3151          * add any memcg.
3152          */
3153         if (!s->memcg_params)
3154                 return;
3155
3156         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3157                 goto out;
3158
3159         memcg = s->memcg_params->memcg;
3160         id  = memcg_cache_id(memcg);
3161
3162         root = s->memcg_params->root_cache;
3163         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3164         mem_cgroup_put(memcg);
3165
3166         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3167         list_del(&s->memcg_params->list);
3168         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3169
3170 out:
3171         kfree(s->memcg_params);
3172 }
3173
3174 /*
3175  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3176  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3177  * enqueing new caches to be created.
3178  *
3179  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3180  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3181  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3182  * objects during debug.
3183  *
3184  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3185  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3186  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3187  * cache again, failing at the same point.
3188  *
3189  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3190  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3191  * inside the following two functions.
3192  */
3193 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3194 {
3195         VM_BUG_ON(!current->mm);
3196         current->memcg_kmem_skip_account++;
3197 }
3198
3199 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3200 {
3201         VM_BUG_ON(!current->mm);
3202         current->memcg_kmem_skip_account--;
3203 }
3204
3205 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3206 {
3207         struct kmem_cache *cachep;
3208         struct memcg_cache_params *p;
3209
3210         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3211
3212         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3213
3214         /*
3215          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3216          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3217          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3218          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3219          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3220          *
3221          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3222          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3223          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3224          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3225          * destroy it.
3226          *
3227          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3228          * again
3229          */
3230         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3231                 kmem_cache_shrink(cachep);
3232                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3233                         return;
3234         } else
3235                 kmem_cache_destroy(cachep);
3236 }
3237
3238 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3239 {
3240         if (!cachep->memcg_params->dead)
3241                 return;
3242
3243         /*
3244          * There are many ways in which we can get here.
3245          *
3246          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3247          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3248          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3249          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3250          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3251          *
3252          * But we can also get here from the worker itself, if
3253          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3254          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3255          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3256          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3257          *
3258          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3259          * running if there is already work pending
3260          */
3261         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3262                 return;
3263         /*
3264          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3265          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3266          */
3267         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3268 }
3269
3270 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3271 {
3272         char *name;
3273         struct dentry *dentry;
3274
3275         rcu_read_lock();
3276         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3277         rcu_read_unlock();
3278
3279         BUG_ON(dentry == NULL);
3280
3281         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3282                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3283
3284         return name;
3285 }
3286
3287 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3288                                          struct kmem_cache *s)
3289 {
3290         char *name;
3291         struct kmem_cache *new;
3292
3293         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3294         if (!name)
3295                 return NULL;
3296
3297         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3298                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3299
3300         if (new)
3301                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3302
3303         kfree(name);
3304         return new;
3305 }
3306
3307 /*
3308  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3309  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3310  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3311  *
3312  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3313  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3314  */
3315 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3316 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3317                                                   struct kmem_cache *cachep)
3318 {
3319         struct kmem_cache *new_cachep;
3320         int idx;
3321
3322         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3323
3324         idx = memcg_cache_id(memcg);
3325
3326         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3327         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3328         if (new_cachep)
3329                 goto out;
3330
3331         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3332         if (new_cachep == NULL) {
3333                 new_cachep = cachep;
3334                 goto out;
3335         }
3336
3337         mem_cgroup_get(memcg);
3338         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3339
3340         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3341         /*
3342          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3343          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3344          */
3345         wmb();
3346 out:
3347         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3348         return new_cachep;
3349 }
3350
3351 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3352 {
3353         struct kmem_cache *c;
3354         int i;
3355
3356         if (!s->memcg_params)
3357                 return;
3358         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3359                 return;
3360
3361         /*
3362          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3363          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3364          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3365          *
3366          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3367          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3368          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3369          */
3370         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3371         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3372                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3373                 if (!c)
3374                         continue;
3375
3376                 /*
3377                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3378                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3379                  * proceed with destruction ourselves.
3380                  *
3381                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3382                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3383                  * the cache still have active pages until this very moment.
3384                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3385                  *
3386                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3387                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3388                  */
3389                 c->memcg_params->dead = false;
3390                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3391                 kmem_cache_destroy(c);
3392         }
3393         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3394 }
3395
3396 struct create_work {
3397         struct mem_cgroup *memcg;
3398         struct kmem_cache *cachep;
3399         struct work_struct work;
3400 };
3401
3402 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3403 {
3404         struct kmem_cache *cachep;
3405         struct memcg_cache_params *params;
3406
3407         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3408                 return;
3409
3410         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3411         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3412                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3413                 cachep->memcg_params->dead = true;
3414                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3415         }
3416         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3417 }
3418
3419 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3420 {
3421         struct create_work *cw;
3422
3423         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3424         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3425         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3426         css_put(&cw->memcg->css);
3427         kfree(cw);
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3432  * Called with rcu_read_lock.
3433  */
3434 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3435                                          struct kmem_cache *cachep)
3436 {
3437         struct create_work *cw;
3438
3439         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3440         if (cw == NULL)
3441                 return;
3442
3443         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3444         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3445                 kfree(cw);
3446                 return;
3447         }
3448
3449         cw->memcg = memcg;
3450         cw->cachep = cachep;
3451
3452         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3453         schedule_work(&cw->work);
3454 }
3455
3456 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3457                                        struct kmem_cache *cachep)
3458 {
3459         /*
3460          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3461          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3462          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3463          *
3464          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3465          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3466          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3467          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3468          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3469          */
3470         memcg_stop_kmem_account();
3471         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3472         memcg_resume_kmem_account();
3473 }
3474 /*
3475  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3476  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3477  *
3478  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3479  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3480  * in a workqueue.
3481  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3482  * the original cache.
3483  *
3484  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3485  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3486  */
3487 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3488                                           gfp_t gfp)
3489 {
3490         struct mem_cgroup *memcg;
3491         int idx;
3492
3493         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3494         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3495
3496         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3497                 return cachep;
3498
3499         rcu_read_lock();
3500         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3501         rcu_read_unlock();
3502
3503         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3504                 return cachep;
3505
3506         idx = memcg_cache_id(memcg);
3507
3508         /*
3509          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3510          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3511          */
3512         read_barrier_depends();
3513         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3514                 /*
3515                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3516                  * context), we could be be predictable and return right away.
3517                  * This would guarantee that the allocation being performed
3518                  * already belongs in the new cache.
3519                  *
3520                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3521                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3522                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3523                  * with the slab_mutex held.
3524                  *
3525                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3526                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3527                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3528                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3529                  * better to defer everything.
3530                  */
3531                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3532                 return cachep;
3533         }
3534
3535         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3536 }
3537 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3538
3539 /*
3540  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3541  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3542  * need a further commit step to do the final arrangements.
3543  *
3544  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3545  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3546  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3547  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3548  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3549  * the compiled-out case as well.
3550  *
3551  * Returning true means the allocation is possible.
3552  */
3553 bool
3554 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3555 {
3556         struct mem_cgroup *memcg;
3557         int ret;
3558
3559         *_memcg = NULL;
3560         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3561
3562         /*
3563          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3564          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3565          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3566          */
3567         if (unlikely(!memcg))
3568                 return true;
3569
3570         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3571                 css_put(&memcg->css);
3572                 return true;
3573         }
3574
3575         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3576         if (!ret)
3577                 *_memcg = memcg;
3578
3579         css_put(&memcg->css);
3580         return (ret == 0);
3581 }
3582
3583 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3584                               int order)
3585 {
3586         struct page_cgroup *pc;
3587
3588         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3589
3590         /* The page allocation failed. Revert */
3591         if (!page) {
3592                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3593                 return;
3594         }
3595
3596         pc = lookup_page_cgroup(page);
3597         lock_page_cgroup(pc);
3598         pc->mem_cgroup = memcg;
3599         SetPageCgroupUsed(pc);
3600         unlock_page_cgroup(pc);
3601 }
3602
3603 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3604 {
3605         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3606         struct page_cgroup *pc;
3607
3608
3609         pc = lookup_page_cgroup(page);
3610         /*
3611          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3612          * check again after locking.
3613          */
3614         if (!PageCgroupUsed(pc))
3615                 return;
3616
3617         lock_page_cgroup(pc);
3618         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3619                 memcg = pc->mem_cgroup;
3620                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3621         }
3622         unlock_page_cgroup(pc);
3623
3624         /*
3625          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3626          * is a valid allocation
3627          */
3628         if (!memcg)
3629                 return;
3630
3631         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3632         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3633 }
3634 #else
3635 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3636 {
3637 }
3638 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3639
3640 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3641
3642 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3643 /*
3644  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3645  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3646  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3647  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3648  */
3649 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3650 {
3651         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3652         struct page_cgroup *pc;
3653         int i;
3654
3655         if (mem_cgroup_disabled())
3656                 return;
3657         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3658                 pc = head_pc + i;
3659                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3660                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3661                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3662         }
3663 }
3664 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3665
3666 /**
3667  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3668  * @page: the page
3669  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3670  * @pc: page_cgroup of the page.
3671  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3672  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3673  *
3674  * The caller must confirm following.
3675  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3676  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3677  *
3678  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3679  * from old cgroup.
3680  */
3681 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3682                                    unsigned int nr_pages,
3683                                    struct page_cgroup *pc,
3684                                    struct mem_cgroup *from,
3685                                    struct mem_cgroup *to)
3686 {
3687         unsigned long flags;
3688         int ret;
3689         bool anon = PageAnon(page);
3690
3691         VM_BUG_ON(from == to);
3692         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3693         /*
3694          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3695          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3696          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3697          * hold it.
3698          */
3699         ret = -EBUSY;
3700         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3701                 goto out;
3702
3703         lock_page_cgroup(pc);
3704
3705         ret = -EINVAL;
3706         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3707                 goto unlock;
3708
3709         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3710
3711         if (!anon && page_mapped(page)) {
3712                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3713                 preempt_disable();
3714                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3715                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3716                 preempt_enable();
3717         }
3718         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3719
3720         /* caller should have done css_get */
3721         pc->mem_cgroup = to;
3722         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3723         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3724         ret = 0;
3725 unlock:
3726         unlock_page_cgroup(pc);
3727         /*
3728          * check events
3729          */
3730         memcg_check_events(to, page);
3731         memcg_check_events(from, page);
3732 out:
3733         return ret;
3734 }
3735
3736 /**
3737  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3738  * @page: the page to move
3739  * @pc: page_cgroup of the page
3740  * @child: page's cgroup
3741  *
3742  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3743  * parent (aka use_hierarchy==0).
3744  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3745  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3746  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3747  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3748  * on the next attempt and the call should be retried later.
3749  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3750  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3751  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3752  * LRU or vanish.
3753  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3754  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3755  * disappear in the next attempt.
3756  */
3757 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3758                                   struct page_cgroup *pc,
3759                                   struct mem_cgroup *child)
3760 {
3761         struct mem_cgroup *parent;
3762         unsigned int nr_pages;
3763         unsigned long uninitialized_var(flags);
3764         int ret;
3765
3766         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3767
3768         ret = -EBUSY;
3769         if (!get_page_unless_zero(page))
3770                 goto out;
3771         if (isolate_lru_page(page))
3772                 goto put;
3773
3774         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3775
3776         parent = parent_mem_cgroup(child);
3777         /*
3778          * If no parent, move charges to root cgroup.
3779          */
3780         if (!parent)
3781                 parent = root_mem_cgroup;
3782
3783         if (nr_pages > 1) {
3784                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3785                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3786         }
3787
3788         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3789                                 pc, child, parent);
3790         if (!ret)
3791                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3792
3793         if (nr_pages > 1)
3794                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3795         putback_lru_page(page);
3796 put:
3797         put_page(page);
3798 out:
3799         return ret;
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Charge the memory controller for page usage.
3804  * Return
3805  * 0 if the charge was successful
3806  * < 0 if the cgroup is over its limit
3807  */
3808 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3809                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3810 {
3811         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3812         unsigned int nr_pages = 1;
3813         bool oom = true;
3814         int ret;
3815
3816         if (PageTransHuge(page)) {
3817                 nr_pages <<= compound_order(page);
3818                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3819                 /*
3820                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3821                  * fault handler will fall back to regular pages.
3822                  */
3823                 oom = false;
3824         }
3825
3826         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3827         if (ret == -ENOMEM)
3828                 return ret;
3829         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3834                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3835 {
3836         if (mem_cgroup_disabled())
3837                 return 0;
3838         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3839         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3840         VM_BUG_ON(!mm);
3841         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3842                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3843 }
3844
3845 /*
3846  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3847  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3848  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3849  * "commit()" or removed by "cancel()"
3850  */
3851 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3852                                           struct page *page,
3853                                           gfp_t mask,
3854                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3855 {
3856         struct mem_cgroup *memcg;
3857         struct page_cgroup *pc;
3858         int ret;
3859
3860         pc = lookup_page_cgroup(page);
3861         /*
3862          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3863          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3864          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3865          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3866          * in turn serializes uncharging.
3867          */
3868         if (PageCgroupUsed(pc))
3869                 return 0;
3870         if (!do_swap_account)
3871                 goto charge_cur_mm;
3872         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3873         if (!memcg)
3874                 goto charge_cur_mm;
3875         *memcgp = memcg;
3876         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3877         css_put(&memcg->css);
3878         if (ret == -EINTR)
3879                 ret = 0;
3880         return ret;
3881 charge_cur_mm:
3882         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3883         if (ret == -EINTR)
3884                 ret = 0;
3885         return ret;
3886 }
3887
3888 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3889                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3890 {
3891         *memcgp = NULL;
3892         if (mem_cgroup_disabled())
3893                 return 0;
3894         /*
3895          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3896          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3897          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3898          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3899          */
3900         if (!PageSwapCache(page)) {
3901                 int ret;
3902
3903                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3904                 if (ret == -EINTR)
3905                         ret = 0;
3906                 return ret;
3907         }
3908         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3909 }
3910
3911 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3912 {
3913         if (mem_cgroup_disabled())
3914                 return;
3915         if (!memcg)
3916                 return;
3917         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3918 }
3919
3920 static void
3921 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3922                                         enum charge_type ctype)
3923 {
3924         if (mem_cgroup_disabled())
3925                 return;
3926         if (!memcg)
3927                 return;
3928
3929         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3930         /*
3931          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3932          * counted both as mem and swap....double count.
3933          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3934          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3935          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3936          */
3937         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3938                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3939                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3940         }
3941 }
3942
3943 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3944                                      struct mem_cgroup *memcg)
3945 {
3946         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3947                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3948 }
3949
3950 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3951                                 gfp_t gfp_mask)
3952 {
3953         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3954         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3955         int ret;
3956
3957         if (mem_cgroup_disabled())
3958                 return 0;
3959         if (PageCompound(page))
3960                 return 0;
3961
3962         if (!PageSwapCache(page))
3963                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3964         else { /* page is swapcache/shmem */
3965                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3966                                                      gfp_mask, &memcg);
3967                 if (!ret)
3968                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3969         }
3970         return ret;
3971 }
3972
3973 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3974                                    unsigned int nr_pages,
3975                                    const enum charge_type ctype)
3976 {
3977         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3978         bool uncharge_memsw = true;
3979
3980         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3981         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3982                 uncharge_memsw = false;
3983
3984         batch = &current->memcg_batch;
3985         /*
3986          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3987          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3988          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3989          */
3990         if (!batch->memcg)
3991                 batch->memcg = memcg;
3992         /*
3993          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3994          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3995          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3996          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3997          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3998          */
3999
4000         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4001                 goto direct_uncharge;
4002
4003         if (nr_pages > 1)
4004                 goto direct_uncharge;
4005
4006         /*
4007          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4008          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4009          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4010          */
4011         if (batch->memcg != memcg)
4012                 goto direct_uncharge;
4013         /* remember freed charge and uncharge it later */
4014         batch->nr_pages++;
4015         if (uncharge_memsw)
4016                 batch->memsw_nr_pages++;
4017         return;
4018 direct_uncharge:
4019         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4020         if (uncharge_memsw)
4021                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4022         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4023                 memcg_oom_recover(memcg);
4024 }
4025
4026 /*
4027  * uncharge if !page_mapped(page)
4028  */
4029 static struct mem_cgroup *
4030 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4031                              bool end_migration)
4032 {
4033         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4034         unsigned int nr_pages = 1;
4035         struct page_cgroup *pc;
4036         bool anon;
4037
4038         if (mem_cgroup_disabled())
4039                 return NULL;
4040
4041         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
4042
4043         if (PageTransHuge(page)) {
4044                 nr_pages <<= compound_order(page);
4045                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4046         }
4047         /*
4048          * Check if our page_cgroup is valid
4049          */
4050         pc = lookup_page_cgroup(page);
4051         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4052                 return NULL;
4053
4054         lock_page_cgroup(pc);
4055
4056         memcg = pc->mem_cgroup;
4057
4058         if (!PageCgroupUsed(pc))
4059                 goto unlock_out;
4060
4061         anon = PageAnon(page);
4062
4063         switch (ctype) {
4064         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4065                 /*
4066                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4067                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4068                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4069                  */
4070                 anon = true;
4071                 /* fallthrough */
4072         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4073                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4074                 if (page_mapped(page))
4075                         goto unlock_out;
4076                 /*
4077                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4078                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4079                  * unused post-migration page and so it has to call
4080                  * here with the migration bit still set.  See the
4081                  * res_counter handling below.
4082                  */
4083                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4084                         goto unlock_out;
4085                 break;
4086         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4087                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4088                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4089                                 goto unlock_out;
4090                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4091                                 goto unlock_out;
4092                 break;
4093         default:
4094                 break;
4095         }
4096
4097         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4098
4099         ClearPageCgroupUsed(pc);
4100         /*
4101          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4102          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4103          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4104          * special functions.
4105          */
4106
4107         unlock_page_cgroup(pc);
4108         /*
4109          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4110          * will never be freed.
4111          */
4112         memcg_check_events(memcg, page);
4113         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4114                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4115                 mem_cgroup_get(memcg);
4116         }
4117         /*
4118          * Migration does not charge the res_counter for the
4119          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4120          * page that is unused after the migration.
4121          */
4122         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4123                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4124
4125         return memcg;
4126
4127 unlock_out:
4128         unlock_page_cgroup(pc);
4129         return NULL;
4130 }
4131
4132 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4133 {
4134         /* early check. */
4135         if (page_mapped(page))
4136                 return;
4137         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4138         if (PageSwapCache(page))
4139                 return;
4140         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4141 }
4142
4143 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4144 {
4145         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4146         VM_BUG_ON(page->mapping);
4147         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4148 }
4149
4150 /*
4151  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4152  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4153  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4154  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4155  * This may be called prural(2) times in a context,
4156  */
4157
4158 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4159 {
4160         current->memcg_batch.do_batch++;
4161         /* We can do nest. */
4162         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4163                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4164                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4165                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4166         }
4167 }
4168
4169 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4170 {
4171         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4172
4173         if (!batch->do_batch)
4174                 return;
4175
4176         batch->do_batch--;
4177         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4178                 return;
4179
4180         if (!batch->memcg)
4181                 return;
4182         /*
4183          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4184          * bacause we hide charges behind us.
4185          */
4186         if (batch->nr_pages)
4187                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4188                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4189         if (batch->memsw_nr_pages)
4190                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4191                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4192         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4193         /* forget this pointer (for sanity check) */
4194         batch->memcg = NULL;
4195 }
4196
4197 #ifdef CONFIG_SWAP
4198 /*
4199  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4200  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4201  */
4202 void
4203 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4204 {
4205         struct mem_cgroup *memcg;
4206         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4207
4208         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4209                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4210
4211         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4212
4213         /*
4214          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4215          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4216          */
4217         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4218                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4219 }
4220 #endif
4221
4222 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4223 /*
4224  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4225  * uncharge "memsw" account.
4226  */
4227 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4228 {
4229         struct mem_cgroup *memcg;
4230         unsigned short id;
4231
4232         if (!do_swap_account)
4233                 return;
4234
4235         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4236         rcu_read_lock();
4237         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4238         if (memcg) {
4239                 /*
4240                  * We uncharge this because swap is freed.
4241                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4242                  */
4243                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4244                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4245                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4246                 mem_cgroup_put(memcg);
4247         }
4248         rcu_read_unlock();
4249 }
4250
4251 /**
4252  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4253  * @entry: swap entry to be moved
4254  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4255  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4256  *
4257  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4258  * as the mem_cgroup's id of @from.
4259  *
4260  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4261  *
4262  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4263  * both res and memsw, and called css_get().
4264  */
4265 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4266                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4267 {
4268         unsigned short old_id, new_id;
4269
4270         old_id = css_id(&from->css);
4271         new_id = css_id(&to->css);
4272
4273         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4274                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4275                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4276                 /*
4277                  * This function is only called from task migration context now.
4278                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4279                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4280                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4281                  * because if the process that has been moved to @to does
4282                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4283                  */
4284                 mem_cgroup_get(to);
4285                 return 0;
4286         }
4287         return -EINVAL;
4288 }
4289 #else
4290 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4291                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4292 {
4293         return -EINVAL;
4294 }
4295 #endif
4296
4297 /*
4298  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4299  * page belongs to.
4300  */
4301 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4302                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4303 {
4304         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4305         unsigned int nr_pages = 1;
4306         struct page_cgroup *pc;
4307         enum charge_type ctype;
4308
4309         *memcgp = NULL;
4310
4311         if (mem_cgroup_disabled())
4312                 return;
4313
4314         if (PageTransHuge(page))
4315                 nr_pages <<= compound_order(page);
4316
4317         pc = lookup_page_cgroup(page);
4318         lock_page_cgroup(pc);
4319         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4320                 memcg = pc->mem_cgroup;
4321                 css_get(&memcg->css);
4322                 /*
4323                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4324                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4325                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4326                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4327                  * until end_migration() is called
4328                  *
4329                  * Corner Case Thinking
4330                  * A)
4331                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4332                  * while migration was ongoing.
4333                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4334                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4335                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4336                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4337                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4338                  *
4339                  * B)
4340                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4341                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4342                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4343                  * without charging it again.
4344                  *
4345                  * C)
4346                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4347                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4348                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4349                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4350                  */
4351                 if (PageAnon(page))
4352                         SetPageCgroupMigration(pc);
4353         }
4354         unlock_page_cgroup(pc);
4355         /*
4356          * If the page is not charged at this point,
4357          * we return here.
4358          */
4359         if (!memcg)
4360                 return;
4361
4362         *memcgp = memcg;
4363         /*
4364          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4365          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4366          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4367          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4368          */
4369         if (PageAnon(page))
4370                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4371         else
4372                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4373         /*
4374          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4375          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4376          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4377          */
4378         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4379 }
4380
4381 /* remove redundant charge if migration failed*/
4382 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4383         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4384 {
4385         struct page *used, *unused;
4386         struct page_cgroup *pc;
4387         bool anon;
4388
4389         if (!memcg)
4390                 return;
4391
4392         if (!migration_ok) {
4393                 used = oldpage;
4394                 unused = newpage;
4395         } else {
4396                 used = newpage;
4397                 unused = oldpage;
4398         }
4399         anon = PageAnon(used);
4400         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4401                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4402                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4403                                      true);
4404         css_put(&memcg->css);
4405         /*
4406          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4407          * of the page goes down to zero, temporarly.
4408          * Clear the flag and check the page should be charged.
4409          */
4410         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4411         lock_page_cgroup(pc);
4412         ClearPageCgroupMigration(pc);
4413         unlock_page_cgroup(pc);
4414
4415         /*
4416          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4417          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4418          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4419          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4420          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4421          * check. (see prepare_charge() also)
4422          */
4423         if (anon)
4424                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4425 }
4426
4427 /*
4428  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4429  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4430  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4431  */
4432 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4433                                   struct page *newpage)
4434 {
4435         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4436         struct page_cgroup *pc;
4437         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4438
4439         if (mem_cgroup_disabled())
4440                 return;
4441
4442         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4443         /* fix accounting on old pages */
4444         lock_page_cgroup(pc);
4445         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4446                 memcg = pc->mem_cgroup;
4447                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4448                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4449         }
4450         unlock_page_cgroup(pc);
4451
4452         /*
4453          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4454          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4455          */
4456         if (!memcg)
4457                 return;
4458         /*
4459          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4460          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4461          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4462          */
4463         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4464 }
4465
4466 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4467 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4468 {
4469         struct page_cgroup *pc;
4470
4471         pc = lookup_page_cgroup(page);
4472         /*
4473          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4474          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4475          * or when mem_cgroup_disabled().
4476          */
4477         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4478                 return pc;
4479         return NULL;
4480 }
4481
4482 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4483 {
4484         if (mem_cgroup_disabled())
4485                 return false;
4486
4487         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4488 }
4489
4490 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4491 {
4492         struct page_cgroup *pc;
4493
4494         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4495         if (pc) {
4496                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4497                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4498         }
4499 }
4500 #endif
4501
4502 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4503                                 unsigned long long val)
4504 {
4505         int retry_count;
4506         u64 memswlimit, memlimit;
4507         int ret = 0;
4508         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4509         u64 curusage, oldusage;
4510         int enlarge;
4511
4512         /*
4513          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4514          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4515          * of # of children which we should visit in this loop.
4516          */
4517         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4518
4519         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4520
4521         enlarge = 0;
4522         while (retry_count) {
4523                 if (signal_pending(current)) {
4524                         ret = -EINTR;
4525                         break;
4526                 }
4527                 /*
4528                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4529                  * open coded manner. You see what this really does.
4530                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4531                  */
4532                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4533                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4534                 if (memswlimit < val) {
4535                         ret = -EINVAL;
4536                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4537                         break;
4538                 }
4539
4540                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4541                 if (memlimit < val)
4542                         enlarge = 1;
4543
4544                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4545                 if (!ret) {
4546                         if (memswlimit == val)
4547                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4548                         else
4549                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4550                 }
4551                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4552
4553                 if (!ret)
4554                         break;
4555
4556                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4557                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4558                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4559                 /* Usage is reduced ? */
4560                 if (curusage >= oldusage)
4561                         retry_count--;
4562                 else
4563                         oldusage = curusage;
4564         }
4565         if (!ret && enlarge)
4566                 memcg_oom_recover(memcg);
4567
4568         return ret;
4569 }
4570
4571 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4572                                         unsigned long long val)
4573 {
4574         int retry_count;
4575         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4576         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4577         int ret = -EBUSY;
4578         int enlarge = 0;
4579
4580         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4581         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4582         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4583         while (retry_count) {
4584                 if (signal_pending(current)) {
4585                         ret = -EINTR;
4586                         break;
4587                 }
4588                 /*
4589                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4590                  * open coded manner. You see what this really does.
4591                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4592                  */
4593                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4594                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4595                 if (memlimit > val) {
4596                         ret = -EINVAL;
4597                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4598                         break;
4599                 }
4600                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4601                 if (memswlimit < val)
4602                         enlarge = 1;
4603                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4604                 if (!ret) {
4605                         if (memlimit == val)
4606                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4607                         else
4608                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4609                 }
4610                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4611
4612                 if (!ret)
4613                         break;
4614
4615                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4616                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4617                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4618                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4619                 /* Usage is reduced ? */
4620                 if (curusage >= oldusage)
4621                         retry_count--;
4622                 else
4623                         oldusage = curusage;
4624         }
4625         if (!ret && enlarge)
4626                 memcg_oom_recover(memcg);
4627         return ret;
4628 }
4629
4630 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4631                                             gfp_t gfp_mask,
4632                                             unsigned long *total_scanned)
4633 {
4634         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4635         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4636         unsigned long reclaimed;
4637         int loop = 0;
4638         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4639         unsigned long long excess;
4640         unsigned long nr_scanned;
4641
4642         if (order > 0)
4643                 return 0;
4644
4645         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4646         /*
4647          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4648          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4649          * pressure
4650          */
4651         do {
4652                 if (next_mz)
4653                         mz = next_mz;
4654                 else
4655                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4656                 if (!mz)
4657                         break;
4658
4659                 nr_scanned = 0;
4660                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4661                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4662                 nr_reclaimed += reclaimed;
4663                 *total_scanned += nr_scanned;
4664                 spin_lock(&mctz->lock);
4665
4666                 /*
4667                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4668                  * it is time to move on to the next cgroup
4669                  */
4670                 next_mz = NULL;
4671                 if (!reclaimed) {
4672                         do {
4673                                 /*
4674                                  * Loop until we find yet another one.
4675                                  *
4676                                  * By the time we get the soft_limit lock
4677                                  * again, someone might have aded the
4678                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4679                                  * make sure we get a different mem.
4680                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4681                                  * NULL if no other cgroup is present on
4682                                  * the tree
4683                                  */
4684                                 next_mz =
4685                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4686                                 if (next_mz == mz)
4687                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4688                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4689                                         break;
4690                         } while (1);
4691                 }
4692                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4693                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4694                 /*
4695                  * One school of thought says that we should not add
4696                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4697                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4698                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4699                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4700                  * term TODO.
4701                  */
4702                 /* If excess == 0, no tree ops */
4703                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4704                 spin_unlock(&mctz->lock);
4705                 css_put(&mz->memcg->css);
4706                 loop++;
4707                 /*
4708                  * Could not reclaim anything and there are no more
4709                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4710                  * reclaiming anything.
4711                  */
4712                 if (!nr_reclaimed &&
4713                         (next_mz == NULL ||
4714                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4715                         break;
4716         } while (!nr_reclaimed);
4717         if (next_mz)
4718                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4719         return nr_reclaimed;
4720 }
4721
4722 /**
4723  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4724  * @memcg: group to clear
4725  * @node: NUMA node
4726  * @zid: zone id
4727  * @lru: lru to to clear
4728  *
4729  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4730  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4731  * group.
4732  */
4733 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4734                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4735 {
4736         struct lruvec *lruvec;
4737         unsigned long flags;
4738         struct list_head *list;
4739         struct page *busy;
4740         struct zone *zone;
4741
4742         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4743         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4744         list = &lruvec->lists[lru];
4745
4746         busy = NULL;
4747         do {
4748                 struct page_cgroup *pc;
4749                 struct page *page;
4750
4751                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4752                 if (list_empty(list)) {
4753                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4754                         break;
4755                 }
4756                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4757                 if (busy == page) {
4758                         list_move(&page->lru, list);
4759                         busy = NULL;
4760                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4761                         continue;
4762                 }
4763                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4764
4765                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4766
4767                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4768                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4769                         busy = page;
4770                         cond_resched();
4771                 } else
4772                         busy = NULL;
4773         } while (!list_empty(list));
4774 }
4775
4776 /*
4777  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4778  * all the charges and pages to the parent.
4779  * This enables deleting this mem_cgroup.
4780  *
4781  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4782  */
4783 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4784 {
4785         int node, zid;
4786         u64 usage;
4787
4788         do {
4789                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4790                 lru_add_drain_all();
4791                 drain_all_stock_sync(memcg);
4792                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4793                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4794                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4795                                 enum lru_list lru;
4796                                 for_each_lru(lru) {
4797                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4798                                                         node, zid, lru);
4799                                 }
4800                         }
4801                 }
4802                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4803                 memcg_oom_recover(memcg);
4804                 cond_resched();
4805
4806                 /*
4807                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4808                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4809                  * expect their value to drop to 0 here.
4810                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4811                  *
4812                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4813                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4814                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4815                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4816                  * charge before adding to the LRU.
4817                  */
4818                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4819                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4820         } while (usage > 0);
4821 }
4822
4823 /*
4824  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4825  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4826  * is meaningless
4827  */
4828 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4829 {
4830         struct cgroup *pos;
4831
4832         /* bounce at first found */
4833         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4834                 return true;
4835         return false;
4836 }
4837
4838 /*
4839  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4840  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4841  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4842  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4843  * any memcg without hierarchy as infertile.
4844  */
4845 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4846 {
4847         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4852  * the rest to the parent.
4853  *
4854  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4855  */
4856 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4857 {
4858         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4859         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4860
4861         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4862         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4863                 return -EBUSY;
4864
4865         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4866         lru_add_drain_all();
4867         /* try to free all pages in this cgroup */
4868         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4869                 int progress;
4870
4871                 if (signal_pending(current))
4872                         return -EINTR;
4873
4874                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4875                                                 false);
4876                 if (!progress) {
4877                         nr_retries--;
4878                         /* maybe some writeback is necessary */
4879                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4880                 }
4881
4882         }
4883         lru_add_drain();
4884         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4885
4886         return 0;
4887 }
4888
4889 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4890 {
4891         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4892         int ret;
4893
4894         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4895                 return -EINVAL;
4896         css_get(&memcg->css);
4897         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4898         css_put(&memcg->css);
4899
4900         return ret;
4901 }
4902
4903
4904 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4905 {
4906         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4907 }
4908
4909 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4910                                         u64 val)
4911 {
4912         int retval = 0;
4913         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4914         struct cgroup *parent = cont->parent;
4915         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4916
4917         if (parent)
4918                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4919
4920         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4921
4922         if (memcg->use_hierarchy == val)
4923                 goto out;
4924
4925         /*
4926          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4927          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4928          * occur, provided the current cgroup has no children.
4929          *
4930          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4931          * set if there are no children.
4932          */
4933         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4934                                 (val == 1 || val == 0)) {
4935                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4936                         memcg->use_hierarchy = val;
4937                 else
4938                         retval = -EBUSY;
4939         } else
4940                 retval = -EINVAL;
4941
4942 out:
4943         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4944
4945         return retval;
4946 }
4947
4948
4949 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4950                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4951 {
4952         struct mem_cgroup *iter;
4953         long val = 0;
4954
4955         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4956         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4957                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4958
4959         if (val < 0) /* race ? */
4960                 val = 0;
4961         return val;
4962 }
4963
4964 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4965 {
4966         u64 val;
4967
4968         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4969                 if (!swap)
4970                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4971                 else
4972                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4973         }
4974
4975         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4976         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4977
4978         if (swap)
4979                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4980
4981         return val << PAGE_SHIFT;
4982 }
4983
4984 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4985                                struct file *file, char __user *buf,
4986                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4987 {
4988         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4989         char str[64];
4990         u64 val;
4991         int name, len;
4992         enum res_type type;
4993
4994         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4995         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4996
4997         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4998                 return -EOPNOTSUPP;
4999
5000         switch (type) {
5001         case _MEM:
5002                 if (name == RES_USAGE)
5003                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5004                 else
5005                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5006                 break;
5007         case _MEMSWAP:
5008                 if (name == RES_USAGE)
5009                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5010                 else
5011                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5012                 break;
5013         case _KMEM:
5014                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5015                 break;
5016         default:
5017                 BUG();
5018         }
5019
5020         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5021         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5022 }
5023
5024 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5025 {
5026         int ret = -EINVAL;
5027 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5028         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5029         /*
5030          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5031          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5032          * already joined.
5033          *
5034          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5035          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5036          * place, which makes the value quite meaningless.
5037          *
5038          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5039          * of course permitted.
5040          */
5041         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5042         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5043         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5044                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5045                         ret = -EBUSY;
5046                         goto out;
5047                 }
5048                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5049                 VM_BUG_ON(ret);
5050
5051                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5052                 if (ret) {
5053                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5054                         goto out;
5055                 }
5056                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5057                 /*
5058                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5059                  * starts accounting before all call sites are patched
5060                  */
5061                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5062
5063                 /*
5064                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5065                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5066                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5067                  * need to reference count the memcg because of that.
5068                  */
5069                 mem_cgroup_get(memcg);
5070         } else
5071                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5072 out:
5073         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5074         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5075 #endif
5076         return ret;
5077 }
5078
5079 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5080 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5081 {
5082         int ret = 0;
5083         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5084         if (!parent)
5085                 goto out;
5086
5087         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5088         /*
5089          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5090          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5091          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5092          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5093          * parents.
5094          *
5095          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5096          * that is accounted.
5097          */
5098         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5099                 goto out;
5100
5101         /*
5102          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5103          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5104          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5105          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5106          */
5107         mem_cgroup_get(memcg);
5108         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5109
5110         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5111         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5112         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5113 out:
5114         return ret;
5115 }
5116 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5117
5118 /*
5119  * The user of this function is...
5120  * RES_LIMIT.
5121  */
5122 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5123                             const char *buffer)
5124 {
5125         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5126         enum res_type type;
5127         int name;
5128         unsigned long long val;
5129         int ret;
5130
5131         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5132         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5133
5134         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5135                 return -EOPNOTSUPP;
5136
5137         switch (name) {
5138         case RES_LIMIT:
5139                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5140                         ret = -EINVAL;
5141                         break;
5142                 }
5143                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5144                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5145                 if (ret)
5146                         break;
5147                 if (type == _MEM)
5148                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5149                 else if (type == _MEMSWAP)
5150                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5151                 else if (type == _KMEM)
5152                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5153                 else
5154                         return -EINVAL;
5155                 break;
5156         case RES_SOFT_LIMIT:
5157                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5158                 if (ret)
5159                         break;
5160                 /*
5161                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5162                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5163                  * control without swap
5164                  */
5165                 if (type == _MEM)
5166                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5167                 else
5168                         ret = -EINVAL;
5169                 break;
5170         default:
5171                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5172                 break;
5173         }
5174         return ret;
5175 }
5176
5177 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5178                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5179 {
5180         struct cgroup *cgroup;
5181         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5182
5183         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5184         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5185         cgroup = memcg->css.cgroup;
5186         if (!memcg->use_hierarchy)
5187                 goto out;
5188
5189         while (cgroup->parent) {
5190                 cgroup = cgroup->parent;
5191                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5192                 if (!memcg->use_hierarchy)
5193                         break;
5194                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5195                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5196                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5197                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5198         }
5199 out:
5200         *mem_limit = min_limit;
5201         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5202 }
5203
5204 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5205 {
5206         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5207         int name;
5208         enum res_type type;
5209
5210         type = MEMFILE_TYPE(event);
5211         name = MEMFILE_ATTR(event);
5212
5213         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5214                 return -EOPNOTSUPP;
5215
5216         switch (name) {
5217         case RES_MAX_USAGE:
5218                 if (type == _MEM)
5219                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5220                 else if (type == _MEMSWAP)
5221                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5222                 else if (type == _KMEM)
5223                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5224                 else
5225                         return -EINVAL;
5226                 break;
5227         case RES_FAILCNT:
5228                 if (type == _MEM)
5229                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5230                 else if (type == _MEMSWAP)
5231                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5232                 else if (type == _KMEM)
5233                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5234                 else
5235                         return -EINVAL;
5236                 break;
5237         }
5238
5239         return 0;
5240 }
5241
5242 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5243                                         struct cftype *cft)
5244 {
5245         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5246 }
5247
5248 #ifdef CONFIG_MMU
5249 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5250                                         struct cftype *cft, u64 val)
5251 {
5252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5253
5254         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5255                 return -EINVAL;
5256
5257         /*
5258          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5259          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5260          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5261          * affect task migrations starting after the change.
5262          */
5263         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5264         return 0;
5265 }
5266 #else
5267 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5268                                         struct cftype *cft, u64 val)
5269 {
5270         return -ENOSYS;
5271 }
5272 #endif
5273
5274 #ifdef CONFIG_NUMA
5275 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5276                                       struct seq_file *m)
5277 {
5278         int nid;
5279         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5280         unsigned long node_nr;
5281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5282
5283         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5284         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5285         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5286                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5287                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5288         }
5289         seq_putc(m, '\n');
5290
5291         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5292         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5293         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5294                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5295                                 LRU_ALL_FILE);
5296                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5297         }
5298         seq_putc(m, '\n');
5299
5300         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5301         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5302         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5303                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5304                                 LRU_ALL_ANON);
5305                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5306         }
5307         seq_putc(m, '\n');
5308
5309         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5310         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5311         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5312                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5313                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5314                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5315         }
5316         seq_putc(m, '\n');
5317         return 0;
5318 }
5319 #endif /* CONFIG_NUMA */
5320
5321 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5322 {
5323         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5324 }
5325
5326 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5327                                  struct seq_file *m)
5328 {
5329         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5330         struct mem_cgroup *mi;
5331         unsigned int i;
5332
5333         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5334                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5335                         continue;
5336                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5337                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5338         }
5339
5340         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5341                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5342                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5343
5344         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5345                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5346                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5347
5348         /* Hierarchical information */
5349         {
5350                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5351                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5352                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5353                 if (do_swap_account)
5354                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5355                                    memsw_limit);
5356         }
5357
5358         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5359                 long long val = 0;
5360
5361                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5362                         continue;
5363                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5364                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5365                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5366         }
5367
5368         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5369                 unsigned long long val = 0;
5370
5371                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5372                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5373                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5374                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5375         }
5376
5377         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5378                 unsigned long long val = 0;
5379
5380                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5381                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5382                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5383         }
5384
5385 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5386         {
5387                 int nid, zid;
5388                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5389                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5390                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5391                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5392
5393                 for_each_online_node(nid)
5394                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5395                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5396                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5397
5398                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5399                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5400                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5401                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5402                         }
5403                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5404                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5405                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5406                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5407         }
5408 #endif
5409
5410         return 0;
5411 }
5412
5413 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5414 {
5415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5416
5417         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5418 }
5419
5420 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5421                                        u64 val)
5422 {
5423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5424         struct mem_cgroup *parent;
5425
5426         if (val > 100)
5427                 return -EINVAL;
5428
5429         if (cgrp->parent == NULL)
5430                 return -EINVAL;
5431
5432         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5433
5434         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5435
5436         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5437         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5438                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5439                 return -EINVAL;
5440         }
5441
5442         memcg->swappiness = val;
5443
5444         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5445
5446         return 0;
5447 }
5448
5449 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5450 {
5451         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5452         u64 usage;
5453         int i;
5454
5455         rcu_read_lock();
5456         if (!swap)
5457                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5458         else
5459                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5460
5461         if (!t)
5462                 goto unlock;
5463
5464         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5465
5466         /*
5467          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5468          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5469          * call of __mem_cgroup_threshold().
5470          */
5471         i = t->current_threshold;
5472
5473         /*
5474          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5475          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5476          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5477          * only one element of the array here.
5478          */
5479         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5480                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5481
5482         /* i = current_threshold + 1 */
5483         i++;
5484
5485         /*
5486          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5487          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5488          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5489          * only one element of the array here.
5490          */
5491         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5492                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5493
5494         /* Update current_threshold */
5495         t->current_threshold = i - 1;
5496 unlock:
5497         rcu_read_unlock();
5498 }
5499
5500 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5501 {
5502         while (memcg) {
5503                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5504                 if (do_swap_account)
5505                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5506
5507                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5508         }
5509 }
5510
5511 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5512 {
5513         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5514         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5515
5516         return _a->threshold - _b->threshold;
5517 }
5518
5519 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5520 {
5521         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5522
5523         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5524                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5525         return 0;
5526 }
5527
5528 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5529 {
5530         struct mem_cgroup *iter;
5531
5532         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5533                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5534 }
5535
5536 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5537         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5538 {
5539         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5540         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5541         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5542         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5543         u64 threshold, usage;
5544         int i, size, ret;
5545
5546         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5547         if (ret)
5548                 return ret;
5549
5550         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5551
5552         if (type == _MEM)
5553                 thresholds = &memcg->thresholds;
5554         else if (type == _MEMSWAP)
5555                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5556         else
5557                 BUG();
5558
5559         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5560
5561         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5562         if (thresholds->primary)
5563                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5564
5565         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5566
5567         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5568         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5569                         GFP_KERNEL);
5570         if (!new) {
5571                 ret = -ENOMEM;
5572                 goto unlock;
5573         }
5574         new->size = size;
5575
5576         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5577         if (thresholds->primary) {
5578                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5579                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5580         }
5581
5582         /* Add new threshold */
5583         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5584         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5585
5586         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5587         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5588                         compare_thresholds, NULL);
5589
5590         /* Find current threshold */
5591         new->current_threshold = -1;
5592         for (i = 0; i < size; i++) {
5593                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5594                         /*
5595                          * new->current_threshold will not be used until
5596                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5597                          * it here.
5598                          */
5599                         ++new->current_threshold;
5600                 } else
5601                         break;
5602         }
5603
5604         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5605         kfree(thresholds->spare);
5606         thresholds->spare = thresholds->primary;
5607
5608         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5609
5610         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5611         synchronize_rcu();
5612
5613 unlock:
5614         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5615
5616         return ret;
5617 }
5618
5619 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5620         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5621 {
5622         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5623         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5624         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5625         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5626         u64 usage;
5627         int i, j, size;
5628
5629         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5630         if (type == _MEM)
5631                 thresholds = &memcg->thresholds;
5632         else if (type == _MEMSWAP)
5633                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5634         else
5635                 BUG();
5636
5637         if (!thresholds->primary)
5638                 goto unlock;
5639
5640         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5641
5642         /* Check if a threshold crossed before removing */
5643         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5644
5645         /* Calculate new number of threshold */
5646         size = 0;
5647         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5648                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5649                         size++;
5650         }
5651
5652         new = thresholds->spare;
5653
5654         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5655         if (!size) {
5656                 kfree(new);
5657                 new = NULL;
5658                 goto swap_buffers;
5659         }
5660
5661         new->size = size;
5662
5663         /* Copy thresholds and find current threshold */
5664         new->current_threshold = -1;
5665         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5666                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5667                         continue;
5668
5669                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5670                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5671                         /*
5672                          * new->current_threshold will not be used
5673                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5674                          * it here.
5675                          */
5676                         ++new->current_threshold;
5677                 }
5678                 j++;
5679         }
5680
5681 swap_buffers:
5682         /* Swap primary and spare array */
5683         thresholds->spare = thresholds->primary;
5684         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5685         if (!new) {
5686                 kfree(thresholds->spare);
5687                 thresholds->spare = NULL;
5688         }
5689
5690         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5691
5692         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5693         synchronize_rcu();
5694 unlock:
5695         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5696 }
5697
5698 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5699         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5700 {
5701         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5702         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5703         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5704
5705         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5706         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5707         if (!event)
5708                 return -ENOMEM;
5709
5710         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5711
5712         event->eventfd = eventfd;
5713         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5714
5715         /* already in OOM ? */
5716         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5717                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5718         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5719
5720         return 0;
5721 }
5722
5723 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5724         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5725 {
5726         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5727         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5728         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5729
5730         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5731
5732         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5733
5734         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5735                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5736                         list_del(&ev->list);
5737                         kfree(ev);
5738                 }
5739         }
5740
5741         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5742 }
5743
5744 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5745         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5746 {
5747         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5748
5749         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5750
5751         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5752                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5753         else
5754                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5755         return 0;
5756 }
5757
5758 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5759         struct cftype *cft, u64 val)
5760 {
5761         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5762         struct mem_cgroup *parent;
5763
5764         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5765         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5766                 return -EINVAL;
5767
5768         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5769
5770         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5771         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5772         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5773                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5774                 return -EINVAL;
5775         }
5776         memcg->oom_kill_disable = val;
5777         if (!val)
5778                 memcg_oom_recover(memcg);
5779         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5780         return 0;
5781 }
5782
5783 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5784 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5785 {
5786         int ret;
5787
5788         memcg->kmemcg_id = -1;
5789         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5790         if (ret)
5791                 return ret;
5792
5793         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5794 };
5795
5796 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5797 {
5798         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5799
5800         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5801
5802         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5803                 return;
5804
5805         /*
5806          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5807          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5808          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5809          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5810          */
5811         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5812                 mem_cgroup_put(memcg);
5813 }
5814 #else
5815 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5816 {
5817         return 0;
5818 }
5819
5820 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5821 {
5822 }
5823 #endif
5824
5825 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5826         {
5827                 .name = "usage_in_bytes",
5828                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5829                 .read = mem_cgroup_read,
5830                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5831                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5832         },
5833         {
5834                 .name = "max_usage_in_bytes",
5835                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5836                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5837                 .read = mem_cgroup_read,
5838         },
5839         {
5840                 .name = "limit_in_bytes",
5841                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5842                 .write_string = mem_cgroup_write,
5843                 .read = mem_cgroup_read,
5844         },
5845         {
5846                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5847                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5848                 .write_string = mem_cgroup_write,
5849                 .read = mem_cgroup_read,
5850         },
5851         {
5852                 .name = "failcnt",
5853                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5854                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5855                 .read = mem_cgroup_read,
5856         },
5857         {
5858                 .name = "stat",
5859                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5860         },
5861         {
5862                 .name = "force_empty",
5863                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5864         },
5865         {
5866                 .name = "use_hierarchy",
5867                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5868                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5869         },
5870         {
5871                 .name = "swappiness",
5872                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5873                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5877                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5878                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5879         },
5880         {
5881                 .name = "oom_control",
5882                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5883                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5884                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5885                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5886                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5887         },
5888 #ifdef CONFIG_NUMA
5889         {
5890                 .name = "numa_stat",
5891                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5892         },
5893 #endif
5894 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5895         {
5896                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5897                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5898                 .write_string = mem_cgroup_write,
5899                 .read = mem_cgroup_read,
5900         },
5901         {
5902                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5903                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5904                 .read = mem_cgroup_read,
5905         },
5906         {
5907                 .name = "kmem.failcnt",
5908                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5909                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5910                 .read = mem_cgroup_read,
5911         },
5912         {
5913                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5914                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5915                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5916                 .read = mem_cgroup_read,
5917         },
5918 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5919         {
5920                 .name = "kmem.slabinfo",
5921                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5922         },
5923 #endif
5924 #endif
5925         { },    /* terminate */
5926 };
5927
5928 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5929 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5930         {
5931                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5932                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5933                 .read = mem_cgroup_read,
5934                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5935                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5936         },
5937         {
5938                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5939                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5940                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5941                 .read = mem_cgroup_read,
5942         },
5943         {
5944                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5945                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5946                 .write_string = mem_cgroup_write,
5947                 .read = mem_cgroup_read,
5948         },
5949         {
5950                 .name = "memsw.failcnt",
5951                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5952                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5953                 .read = mem_cgroup_read,
5954         },
5955         { },    /* terminate */
5956 };
5957 #endif
5958 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5959 {
5960         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5961         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5962         int zone, tmp = node;
5963         /*
5964          * This routine is called against possible nodes.
5965          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5966          *
5967          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5968          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5969          *       function.
5970          */
5971         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5972                 tmp = -1;
5973         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5974         if (!pn)
5975                 return 1;
5976
5977         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5978                 int prio;
5979
5980                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5981                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5982                 for (prio = 0; prio < DEF_PRIORITY + 1; prio++)
5983                         spin_lock_init(&mz->reclaim_iter[prio].iter_lock);
5984                 mz->usage_in_excess = 0;
5985                 mz->on_tree = false;
5986                 mz->memcg = memcg;
5987         }
5988         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5989         return 0;
5990 }
5991
5992 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5993 {
5994         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5995 }
5996
5997 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5998 {
5999         struct mem_cgroup *memcg;
6000         size_t size = memcg_size();
6001
6002         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6003         if (size < PAGE_SIZE)
6004                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6005         else
6006                 memcg = vzalloc(size);
6007
6008         if (!memcg)
6009                 return NULL;
6010
6011         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6012         if (!memcg->stat)
6013                 goto out_free;
6014         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6015         return memcg;
6016
6017 out_free:
6018         if (size < PAGE_SIZE)
6019                 kfree(memcg);
6020         else
6021                 vfree(memcg);
6022         return NULL;
6023 }
6024
6025 /*
6026  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6027  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6028  *
6029  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6030  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6031  * it goes down to 0.
6032  *
6033  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6034  */
6035
6036 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6037 {
6038         int node;
6039         size_t size = memcg_size();
6040
6041         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6042         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6043
6044         for_each_node(node)
6045                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6046
6047         free_percpu(memcg->stat);
6048
6049         /*
6050          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6051          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6052          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6053          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6054          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6055          *
6056          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6057          * to move this code around, and make sure it is outside
6058          * the cgroup_lock.
6059          */
6060         disarm_static_keys(memcg);
6061         if (size < PAGE_SIZE)
6062                 kfree(memcg);
6063         else
6064                 vfree(memcg);
6065 }
6066
6067
6068 /*
6069  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6070  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6071  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6072  */
6073 static void free_work(struct work_struct *work)
6074 {
6075         struct mem_cgroup *memcg;
6076
6077         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6078         __mem_cgroup_free(memcg);
6079 }
6080
6081 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6082 {
6083         struct mem_cgroup *memcg;
6084
6085         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6086         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6087         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6088 }
6089
6090 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6091 {
6092         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6093 }
6094
6095 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6096 {
6097         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6098                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6099                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6100                 if (parent)
6101                         mem_cgroup_put(parent);
6102         }
6103 }
6104
6105 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6106 {
6107         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6108 }
6109
6110 /*
6111  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6112  */
6113 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6114 {
6115         if (!memcg->res.parent)
6116                 return NULL;
6117         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6118 }
6119 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6120
6121 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6122 {
6123         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6124         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6125         int tmp, node, zone;
6126
6127         for_each_node(node) {
6128                 tmp = node;
6129                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6130                         tmp = -1;
6131                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6132                 BUG_ON(!rtpn);
6133
6134                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6135
6136                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6137                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6138                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6139                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6140                 }
6141         }
6142 }
6143
6144 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6145 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6146 {
6147         struct mem_cgroup *memcg;
6148         long error = -ENOMEM;
6149         int node;
6150
6151         memcg = mem_cgroup_alloc();
6152         if (!memcg)
6153                 return ERR_PTR(error);
6154
6155         for_each_node(node)
6156                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6157                         goto free_out;
6158
6159         /* root ? */
6160         if (cont->parent == NULL) {
6161                 root_mem_cgroup = memcg;
6162                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6163                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6164                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6165         }
6166
6167         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6168         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6169         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6170         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6171         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6172         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6173
6174         return &memcg->css;
6175
6176 free_out:
6177         __mem_cgroup_free(memcg);
6178         return ERR_PTR(error);
6179 }
6180
6181 static int
6182 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6183 {
6184         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6185         int error = 0;
6186
6187         if (!cont->parent)
6188                 return 0;
6189
6190         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6191         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6192         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6193
6194         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6195         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6196         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6197
6198         if (parent->use_hierarchy) {
6199                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6200                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6201                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6202
6203                 /*
6204                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6205                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6206                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6207                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6208                  */
6209                 mem_cgroup_get(parent);
6210         } else {
6211                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6212                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6213                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6214                 /*
6215                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6216                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6217                  * unfortunate state in our controller.
6218                  */
6219                 if (parent != root_mem_cgroup)
6220                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6221         }
6222
6223         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6224         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6225         if (error) {
6226                 /*
6227                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6228                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6229                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6230                  */
6231                 mem_cgroup_put(memcg);
6232                 if (parent->use_hierarchy)
6233                         mem_cgroup_put(parent);
6234         }
6235         return error;
6236 }
6237
6238 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6239 {
6240         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6241
6242         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6243         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6244 }
6245
6246 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6247 {
6248         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6249
6250         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6251
6252         mem_cgroup_put(memcg);
6253 }
6254
6255 #ifdef CONFIG_MMU
6256 /* Handlers for move charge at task migration. */
6257 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6258 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6259 {
6260         int ret = 0;
6261         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6262         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6263
6264         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6265                 mc.precharge += count;
6266                 /* we don't need css_get for root */
6267                 return ret;
6268         }
6269         /* try to charge at once */
6270         if (count > 1) {
6271                 struct res_counter *dummy;
6272                 /*
6273                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6274                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6275                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6276                  * css_get().
6277                  */
6278                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6279                         goto one_by_one;
6280                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6281                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6282                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6283                         goto one_by_one;
6284                 }
6285                 mc.precharge += count;
6286                 return ret;
6287         }
6288 one_by_one:
6289         /* fall back to one by one charge */
6290         while (count--) {
6291                 if (signal_pending(current)) {
6292                         ret = -EINTR;
6293                         break;
6294                 }
6295                 if (!batch_count--) {
6296                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6297                         cond_resched();
6298                 }
6299                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6300                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6301                 if (ret)
6302                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6303                         return ret;
6304                 mc.precharge++;
6305         }
6306         return ret;
6307 }
6308
6309 /**
6310  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6311  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6312  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6313  * @ptent: the pte to be checked
6314  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6315  *
6316  * Returns
6317  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6318  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6319  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6320  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6321  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6322  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6323  *     in target->ent.
6324  *
6325  * Called with pte lock held.
6326  */
6327 union mc_target {
6328         struct page     *page;
6329         swp_entry_t     ent;
6330 };
6331
6332 enum mc_target_type {
6333         MC_TARGET_NONE = 0,
6334         MC_TARGET_PAGE,
6335         MC_TARGET_SWAP,
6336 };
6337
6338 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6339                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6340 {
6341         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6342
6343         if (!page || !page_mapped(page))
6344                 return NULL;
6345         if (PageAnon(page)) {
6346                 /* we don't move shared anon */
6347                 if (!move_anon())
6348                         return NULL;
6349         } else if (!move_file())
6350                 /* we ignore mapcount for file pages */
6351                 return NULL;
6352         if (!get_page_unless_zero(page))
6353                 return NULL;
6354
6355         return page;
6356 }
6357
6358 #ifdef CONFIG_SWAP
6359 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6360                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6361 {
6362         struct page *page = NULL;
6363         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6364
6365         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6366                 return NULL;
6367         /*
6368          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6369          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6370          */
6371         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6372         if (do_swap_account)
6373                 entry->val = ent.val;
6374
6375         return page;
6376 }
6377 #else
6378 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6379                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6380 {
6381         return NULL;
6382 }
6383 #endif
6384
6385 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6386                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6387 {
6388         struct page *page = NULL;
6389         struct address_space *mapping;
6390         pgoff_t pgoff;
6391
6392         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6393                 return NULL;
6394         if (!move_file())
6395                 return NULL;
6396
6397         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6398         if (pte_none(ptent))
6399                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6400         else /* pte_file(ptent) is true */
6401                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6402
6403         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6404         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6405
6406 #ifdef CONFIG_SWAP
6407         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6408         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6409                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6410                 if (do_swap_account)
6411                         *entry = swap;
6412                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6413         }
6414 #endif
6415         return page;
6416 }
6417
6418 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6419                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6420 {
6421         struct page *page = NULL;
6422         struct page_cgroup *pc;
6423         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6424         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6425
6426         if (pte_present(ptent))
6427                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6428         else if (is_swap_pte(ptent))
6429                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6430         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6431                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6432
6433         if (!page && !ent.val)
6434                 return ret;
6435         if (page) {
6436                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6437                 /*
6438                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6439                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6440                  * the lock.
6441                  */
6442                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6443                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6444                         if (target)
6445                                 target->page = page;
6446                 }
6447                 if (!ret || !target)
6448                         put_page(page);
6449         }
6450         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6451         if (ent.val && !ret &&
6452                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6453                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6454                 if (target)
6455                         target->ent = ent;
6456         }
6457         return ret;
6458 }
6459
6460 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6461 /*
6462  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6463  * support them for now.
6464  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6465  */
6466 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6467                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6468 {
6469         struct page *page = NULL;
6470         struct page_cgroup *pc;
6471         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6472
6473         page = pmd_page(pmd);
6474         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6475         if (!move_anon())
6476                 return ret;
6477         pc = lookup_page_cgroup(page);
6478         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6479                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6480                 if (target) {
6481                         get_page(page);
6482                         target->page = page;
6483                 }
6484         }
6485         return ret;
6486 }
6487 #else
6488 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6489                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6490 {
6491         return MC_TARGET_NONE;
6492 }
6493 #endif
6494
6495 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6496                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6497                                         struct mm_walk *walk)
6498 {
6499         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6500         pte_t *pte;
6501         spinlock_t *ptl;
6502
6503         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6504                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6505                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6506                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6507                 return 0;
6508         }
6509
6510         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6511                 return 0;
6512         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6513         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6514                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6515                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6516         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6517         cond_resched();
6518
6519         return 0;
6520 }
6521
6522 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6523 {
6524         unsigned long precharge;
6525         struct vm_area_struct *vma;
6526
6527         down_read(&mm->mmap_sem);
6528         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6529                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6530                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6531                         .mm = mm,
6532                         .private = vma,
6533                 };
6534                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6535                         continue;
6536                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6537                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6538         }
6539         up_read(&mm->mmap_sem);
6540
6541         precharge = mc.precharge;
6542         mc.precharge = 0;
6543
6544         return precharge;
6545 }
6546
6547 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6548 {
6549         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6550
6551         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6552         mc.moving_task = current;
6553         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6554 }
6555
6556 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6557 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6558 {
6559         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6560         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6561
6562         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6563         if (mc.precharge) {
6564                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6565                 mc.precharge = 0;
6566         }
6567         /*
6568          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6569          * we must uncharge here.
6570          */
6571         if (mc.moved_charge) {
6572                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6573                 mc.moved_charge = 0;
6574         }
6575         /* we must fixup refcnts and charges */
6576         if (mc.moved_swap) {
6577                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6578                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6579                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6580                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6581                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6582
6583                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6584                         /*
6585                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6586                          * uncharge to->res.
6587                          */
6588                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6589                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6590                 }
6591                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6592                 mc.moved_swap = 0;
6593         }
6594         memcg_oom_recover(from);
6595         memcg_oom_recover(to);
6596         wake_up_all(&mc.waitq);
6597 }
6598
6599 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6600 {
6601         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6602
6603         /*
6604          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6605          * task migration.
6606          */
6607         mc.moving_task = NULL;
6608         __mem_cgroup_clear_mc();
6609         spin_lock(&mc.lock);
6610         mc.from = NULL;
6611         mc.to = NULL;
6612         spin_unlock(&mc.lock);
6613         mem_cgroup_end_move(from);
6614 }
6615
6616 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6617                                  struct cgroup_taskset *tset)
6618 {
6619         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6620         int ret = 0;
6621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6622         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6623
6624         /*
6625          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6626          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6627          * So we need to save it, and keep it going.
6628          */
6629         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6630         if (move_charge_at_immigrate) {
6631                 struct mm_struct *mm;
6632                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6633
6634                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6635
6636                 mm = get_task_mm(p);
6637                 if (!mm)
6638                         return 0;
6639                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6640                 if (mm->owner == p) {
6641                         VM_BUG_ON(mc.from);
6642                         VM_BUG_ON(mc.to);
6643                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6644                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6645                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6646                         mem_cgroup_start_move(from);
6647                         spin_lock(&mc.lock);
6648                         mc.from = from;
6649                         mc.to = memcg;
6650                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6651                         spin_unlock(&mc.lock);
6652                         /* We set mc.moving_task later */
6653
6654                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6655                         if (ret)
6656                                 mem_cgroup_clear_mc();
6657                 }
6658                 mmput(mm);
6659         }
6660         return ret;
6661 }
6662
6663 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6664                                      struct cgroup_taskset *tset)
6665 {
6666         mem_cgroup_clear_mc();
6667 }
6668
6669 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6670                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6671                                 struct mm_walk *walk)
6672 {
6673         int ret = 0;
6674         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6675         pte_t *pte;
6676         spinlock_t *ptl;
6677         enum mc_target_type target_type;
6678         union mc_target target;
6679         struct page *page;
6680         struct page_cgroup *pc;
6681
6682         /*
6683          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6684          * happens because:
6685          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6686          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6687          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6688          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6689          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6690          *    part of thp split is not executed yet.
6691          */
6692         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6693                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6694                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6695                         return 0;
6696                 }
6697                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6698                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6699                         page = target.page;
6700                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6701                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6702                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6703                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6704                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6705                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6706                                 }
6707                                 putback_lru_page(page);
6708                         }
6709                         put_page(page);
6710                 }
6711                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6712                 return 0;
6713         }
6714
6715         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6716                 return 0;
6717 retry:
6718         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6719         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6720                 pte_t ptent = *(pte++);
6721                 swp_entry_t ent;
6722
6723                 if (!mc.precharge)
6724                         break;
6725
6726                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6727                 case MC_TARGET_PAGE:
6728                         page = target.page;
6729                         if (isolate_lru_page(page))
6730                                 goto put;
6731                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6732                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6733                                                      mc.from, mc.to)) {
6734                                 mc.precharge--;
6735                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6736                                 mc.moved_charge++;
6737                         }
6738                         putback_lru_page(page);
6739 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6740                         put_page(page);
6741                         break;
6742                 case MC_TARGET_SWAP:
6743                         ent = target.ent;
6744                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6745                                 mc.precharge--;
6746                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6747                                 mc.moved_swap++;
6748                         }
6749                         break;
6750                 default:
6751                         break;
6752                 }
6753         }
6754         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6755         cond_resched();
6756
6757         if (addr != end) {
6758                 /*
6759                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6760                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6761                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6762                  * phase.
6763                  */
6764                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6765                 if (!ret)
6766                         goto retry;
6767         }
6768
6769         return ret;
6770 }
6771
6772 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6773 {
6774         struct vm_area_struct *vma;
6775
6776         lru_add_drain_all();
6777 retry:
6778         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6779                 /*
6780                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6781                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6782                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6783                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6784                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6785                  */
6786                 __mem_cgroup_clear_mc();
6787                 cond_resched();
6788                 goto retry;
6789         }
6790         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6791                 int ret;
6792                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6793                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6794                         .mm = mm,
6795                         .private = vma,
6796                 };
6797                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6798                         continue;
6799                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6800                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6801                 if (ret)
6802                         /*
6803                          * means we have consumed all precharges and failed in
6804                          * doing additional charge. Just abandon here.
6805                          */
6806                         break;
6807         }
6808         up_read(&mm->mmap_sem);
6809 }
6810
6811 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6812                                  struct cgroup_taskset *tset)
6813 {
6814         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6815         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6816
6817         if (mm) {
6818                 if (mc.to)
6819                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6820                 mmput(mm);
6821         }
6822         if (mc.to)
6823                 mem_cgroup_clear_mc();
6824 }
6825 #else   /* !CONFIG_MMU */
6826 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6827                                  struct cgroup_taskset *tset)
6828 {
6829         return 0;
6830 }
6831 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6832                                      struct cgroup_taskset *tset)
6833 {
6834 }
6835 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6836                                  struct cgroup_taskset *tset)
6837 {
6838 }
6839 #endif
6840
6841 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6842         .name = "memory",
6843         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6844         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6845         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6846         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6847         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6848         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6849         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6850         .attach = mem_cgroup_move_task,
6851         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6852         .early_init = 0,
6853         .use_id = 1,
6854 };
6855
6856 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6857 static int __init enable_swap_account(char *s)
6858 {
6859         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6860         if (!strcmp(s, "1"))
6861                 really_do_swap_account = 1;
6862         else if (!strcmp(s, "0"))
6863                 really_do_swap_account = 0;
6864         return 1;
6865 }
6866 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6867
6868 static void __init memsw_file_init(void)
6869 {
6870         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6871 }
6872
6873 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6874 {
6875         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6876                 do_swap_account = 1;
6877                 memsw_file_init();
6878         }
6879 }
6880
6881 #else
6882 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6883 {
6884 }
6885 #endif
6886
6887 /*
6888  * subsys_initcall() for memory controller.
6889  *
6890  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6891  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6892  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6893  * be initialized from here.
6894  */
6895 static int __init mem_cgroup_init(void)
6896 {
6897         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6898         enable_swap_cgroup();
6899         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6900         memcg_stock_init();
6901         return 0;
6902 }
6903 subsys_initcall(mem_cgroup_init);