swap: clean-up #ifdef in page_mapping()
[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/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 /*
191  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
192  * their hierarchy representation
193  */
194
195 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
196         struct rb_root rb_root;
197         spinlock_t lock;
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree_per_node {
201         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree {
205         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
206 };
207
208 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
209
210 struct mem_cgroup_threshold {
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212         u64 threshold;
213 };
214
215 /* For threshold */
216 struct mem_cgroup_threshold_ary {
217         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
218         int current_threshold;
219         /* Size of entries[] */
220         unsigned int size;
221         /* Array of thresholds */
222         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
223 };
224
225 struct mem_cgroup_thresholds {
226         /* Primary thresholds array */
227         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
228         /*
229          * Spare threshold array.
230          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
231          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
232          */
233         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
234 };
235
236 /* for OOM */
237 struct mem_cgroup_eventfd_list {
238         struct list_head list;
239         struct eventfd_ctx *eventfd;
240 };
241
242 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
244
245 /*
246  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
247  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
248  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
249  * to help the administrator determine what knobs to tune.
250  *
251  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
252  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
253  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
254  * a feature that will be implemented much later in the future.
255  */
256 struct mem_cgroup {
257         struct cgroup_subsys_state css;
258         /*
259          * the counter to account for memory usage
260          */
261         struct res_counter res;
262
263         /* vmpressure notifications */
264         struct vmpressure vmpressure;
265
266         /*
267          * the counter to account for mem+swap usage.
268          */
269         struct res_counter memsw;
270
271         /*
272          * the counter to account for kernel memory usage.
273          */
274         struct res_counter kmem;
275         /*
276          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
277          */
278         bool use_hierarchy;
279         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
280
281         bool            oom_lock;
282         atomic_t        under_oom;
283
284         int     swappiness;
285         /* OOM-Killer disable */
286         int             oom_kill_disable;
287
288         /* set when res.limit == memsw.limit */
289         bool            memsw_is_minimum;
290
291         /* protect arrays of thresholds */
292         struct mutex thresholds_lock;
293
294         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
295         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
296
297         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
298         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
299
300         /* For oom notifier event fd */
301         struct list_head oom_notify;
302
303         /*
304          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
305          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
306          */
307         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
308         /*
309          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
310          */
311         atomic_t        moving_account;
312         /* taken only while moving_account > 0 */
313         spinlock_t      move_lock;
314         /*
315          * percpu counter.
316          */
317         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
318         /*
319          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
320          * See mem_cgroup_read_stat().
321          */
322         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
323         spinlock_t pcp_counter_lock;
324
325         atomic_t        dead_count;
326 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
327         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
328 #endif
329 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
330         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
331         struct list_head memcg_slab_caches;
332         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
333         struct mutex slab_caches_mutex;
334         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
335         int kmemcg_id;
336 #endif
337
338         int last_scanned_node;
339 #if MAX_NUMNODES > 1
340         nodemask_t      scan_nodes;
341         atomic_t        numainfo_events;
342         atomic_t        numainfo_updating;
343 #endif
344
345         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
346         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
347 };
348
349 static size_t memcg_size(void)
350 {
351         return sizeof(struct mem_cgroup) +
352                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
353 }
354
355 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
356 enum {
357         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
358         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
359         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
360 };
361
362 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
363 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
364                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
365
366 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
367 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
368 {
369         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
370 }
371
372 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
373 {
374         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
375 }
376
377 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
378 {
379         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
380 }
381
382 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
383 {
384         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         /*
390          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
391          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
392          */
393         smp_wmb();
394         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
395                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
396 }
397
398 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
399 {
400         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
401                                   &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403 #endif
404
405 /* Stuffs for move charges at task migration. */
406 /*
407  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
408  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
409  */
410 enum move_type {
411         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
412         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
413         NR_MOVE_TYPE,
414 };
415
416 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
417 static struct move_charge_struct {
418         spinlock_t        lock; /* for from, to */
419         struct mem_cgroup *from;
420         struct mem_cgroup *to;
421         unsigned long immigrate_flags;
422         unsigned long precharge;
423         unsigned long moved_charge;
424         unsigned long moved_swap;
425         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
426         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
427 } mc = {
428         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
429         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
430 };
431
432 static bool move_anon(void)
433 {
434         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
435 }
436
437 static bool move_file(void)
438 {
439         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
440 }
441
442 /*
443  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
444  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
445  */
446 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
447 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
448
449 enum charge_type {
450         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
451         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
452         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
453         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
454         NR_CHARGE_TYPE,
455 };
456
457 /* for encoding cft->private value on file */
458 enum res_type {
459         _MEM,
460         _MEMSWAP,
461         _OOM_TYPE,
462         _KMEM,
463 };
464
465 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
466 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
467 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
468 /* Used for OOM nofiier */
469 #define OOM_CONTROL             (0)
470
471 /*
472  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
473  */
474 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
475 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
476 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
477 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
478
479 /*
480  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
481  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
482  * appearing has to hold it as well.
483  */
484 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
485
486 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
487 {
488         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
489 }
490
491 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
492 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         if (!memcg)
495                 memcg = root_mem_cgroup;
496         return &memcg->vmpressure;
497 }
498
499 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
500 {
501         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
502 }
503
504 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
505 {
506         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
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                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
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) &&
543                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
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                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
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->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                                          struct page *page,
894                                          bool anon, int nr_pages)
895 {
896         preempt_disable();
897
898         /*
899          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
900          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
901          */
902         if (anon)
903                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
904                                 nr_pages);
905         else
906                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
907                                 nr_pages);
908
909         if (PageTransHuge(page))
910                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
911                                 nr_pages);
912
913         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
914         if (nr_pages > 0)
915                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
916         else {
917                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
918                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
919         }
920
921         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
922
923         preempt_enable();
924 }
925
926 unsigned long
927 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
928 {
929         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
930
931         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
932         return mz->lru_size[lru];
933 }
934
935 static unsigned long
936 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
937                         unsigned int lru_mask)
938 {
939         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
940         enum lru_list lru;
941         unsigned long ret = 0;
942
943         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
944
945         for_each_lru(lru) {
946                 if (BIT(lru) & lru_mask)
947                         ret += mz->lru_size[lru];
948         }
949         return ret;
950 }
951
952 static unsigned long
953 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
954                         int nid, unsigned int lru_mask)
955 {
956         u64 total = 0;
957         int zid;
958
959         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
960                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
961                                                 nid, zid, lru_mask);
962
963         return total;
964 }
965
966 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
967                         unsigned int lru_mask)
968 {
969         int nid;
970         u64 total = 0;
971
972         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
973                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
974         return total;
975 }
976
977 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
978                                        enum mem_cgroup_events_target target)
979 {
980         unsigned long val, next;
981
982         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
983         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
984         /* from time_after() in jiffies.h */
985         if ((long)next - (long)val < 0) {
986                 switch (target) {
987                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
988                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
989                         break;
990                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
991                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
992                         break;
993                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
994                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
995                         break;
996                 default:
997                         break;
998                 }
999                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1000                 return true;
1001         }
1002         return false;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Check events in order.
1007  *
1008  */
1009 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1010 {
1011         preempt_disable();
1012         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1013         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1014                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1015                 bool do_softlimit;
1016                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1017
1018                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1020 #if MAX_NUMNODES > 1
1021                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1022                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1023 #endif
1024                 preempt_enable();
1025
1026                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1027                 if (unlikely(do_softlimit))
1028                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1029 #if MAX_NUMNODES > 1
1030                 if (unlikely(do_numainfo))
1031                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1032 #endif
1033         } else
1034                 preempt_enable();
1035 }
1036
1037 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1038 {
1039         /*
1040          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1041          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1042          * So this can be called with p == NULL.
1043          */
1044         if (unlikely(!p))
1045                 return NULL;
1046
1047         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1048 }
1049
1050 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1051 {
1052         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1053
1054         if (!mm)
1055                 return NULL;
1056         /*
1057          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1058          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1059          * pessimistic (rather than adding locks here).
1060          */
1061         rcu_read_lock();
1062         do {
1063                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1064                 if (unlikely(!memcg))
1065                         break;
1066         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1073  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1074  *
1075  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1076  */
1077 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1078                 struct mem_cgroup *last_visited)
1079 {
1080         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1081
1082         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1083 skip_node:
1084         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1085
1086         /*
1087          * Even if we found a group we have to make sure it is
1088          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1089          * skipped and we should continue the tree walk.
1090          * last_visited css is safe to use because it is
1091          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1092          */
1093         if (next_css) {
1094                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1095
1096                 if (css_tryget(&mem->css))
1097                         return mem;
1098                 else {
1099                         prev_css = next_css;
1100                         goto skip_node;
1101                 }
1102         }
1103
1104         return NULL;
1105 }
1106
1107 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1108 {
1109         /*
1110          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1111          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1112          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1113          */
1114         atomic_inc(&root->dead_count);
1115 }
1116
1117 static struct mem_cgroup *
1118 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1119                      struct mem_cgroup *root,
1120                      int *sequence)
1121 {
1122         struct mem_cgroup *position = NULL;
1123         /*
1124          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1125          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1126          *
1127          * If the iterator is valid, we may still race with an
1128          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1129          * released, tryget will fail if we lost the race.
1130          */
1131         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1132         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1133                 smp_rmb();
1134                 position = iter->last_visited;
1135                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1136                         position = NULL;
1137         }
1138         return position;
1139 }
1140
1141 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1142                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1143                                    struct mem_cgroup *new_position,
1144                                    int sequence)
1145 {
1146         if (last_visited)
1147                 css_put(&last_visited->css);
1148         /*
1149          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1150          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1151          * don't lose destruction events in between.  We could have
1152          * raced with the destruction of @new_position after all.
1153          */
1154         iter->last_visited = new_position;
1155         smp_wmb();
1156         iter->last_dead_count = sequence;
1157 }
1158
1159 /**
1160  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1161  * @root: hierarchy root
1162  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1163  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1164  *
1165  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1166  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1167  *
1168  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1169  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1170  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1171  *
1172  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1173  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1174  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1175  */
1176 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1177                                    struct mem_cgroup *prev,
1178                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1179 {
1180         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1181         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1182
1183         if (mem_cgroup_disabled())
1184                 return NULL;
1185
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188
1189         if (prev && !reclaim)
1190                 last_visited = prev;
1191
1192         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1193                 if (prev)
1194                         goto out_css_put;
1195                 return root;
1196         }
1197
1198         rcu_read_lock();
1199         while (!memcg) {
1200                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1201                 int uninitialized_var(seq);
1202
1203                 if (reclaim) {
1204                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1205                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1206                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1207
1208                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1209                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1210                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1211                                 iter->last_visited = NULL;
1212                                 goto out_unlock;
1213                         }
1214
1215                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1216                 }
1217
1218                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1219
1220                 if (reclaim) {
1221                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1222
1223                         if (!memcg)
1224                                 iter->generation++;
1225                         else if (!prev && memcg)
1226                                 reclaim->generation = iter->generation;
1227                 }
1228
1229                 if (prev && !memcg)
1230                         goto out_unlock;
1231         }
1232 out_unlock:
1233         rcu_read_unlock();
1234 out_css_put:
1235         if (prev && prev != root)
1236                 css_put(&prev->css);
1237
1238         return memcg;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1243  * @root: hierarchy root
1244  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1245  */
1246 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1247                            struct mem_cgroup *prev)
1248 {
1249         if (!root)
1250                 root = root_mem_cgroup;
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1257  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1258  * be used for reference counting.
1259  */
1260 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1261         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1262              iter != NULL;                              \
1263              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1264
1265 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1266         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1267              iter != NULL;                              \
1268              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1269
1270 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg;
1273
1274         rcu_read_lock();
1275         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1276         if (unlikely(!memcg))
1277                 goto out;
1278
1279         switch (idx) {
1280         case PGFAULT:
1281                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1282                 break;
1283         case PGMAJFAULT:
1284                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1285                 break;
1286         default:
1287                 BUG();
1288         }
1289 out:
1290         rcu_read_unlock();
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1293
1294 /**
1295  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1296  * @zone: zone of the wanted lruvec
1297  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1298  *
1299  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1300  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1301  * is disabled.
1302  */
1303 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1304                                       struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1307         struct lruvec *lruvec;
1308
1309         if (mem_cgroup_disabled()) {
1310                 lruvec = &zone->lruvec;
1311                 goto out;
1312         }
1313
1314         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1315         lruvec = &mz->lruvec;
1316 out:
1317         /*
1318          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1319          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1320          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1321          */
1322         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1323                 lruvec->zone = zone;
1324         return lruvec;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1329  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1330  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1331  *
1332  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1333  * 1. charge
1334  * 2. moving account
1335  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1336  * It is added to LRU before charge.
1337  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1338  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1339  */
1340
1341 /**
1342  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1343  * @page: the page
1344  * @zone: zone of the page
1345  */
1346 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1347 {
1348         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1349         struct mem_cgroup *memcg;
1350         struct page_cgroup *pc;
1351         struct lruvec *lruvec;
1352
1353         if (mem_cgroup_disabled()) {
1354                 lruvec = &zone->lruvec;
1355                 goto out;
1356         }
1357
1358         pc = lookup_page_cgroup(page);
1359         memcg = pc->mem_cgroup;
1360
1361         /*
1362          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1363          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1364          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1365          *
1366          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1367          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1368          * of pc->mem_cgroup safe.
1369          */
1370         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1371                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1372
1373         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1374         lruvec = &mz->lruvec;
1375 out:
1376         /*
1377          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1378          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1379          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1380          */
1381         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1382                 lruvec->zone = zone;
1383         return lruvec;
1384 }
1385
1386 /**
1387  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1388  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1389  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1390  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1391  *
1392  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1393  * lru list.
1394  */
1395 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1396                                 int nr_pages)
1397 {
1398         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1399         unsigned long *lru_size;
1400
1401         if (mem_cgroup_disabled())
1402                 return;
1403
1404         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1405         lru_size = mz->lru_size + lru;
1406         *lru_size += nr_pages;
1407         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1412  * hierarchy subtree
1413  */
1414 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1415                                   struct mem_cgroup *memcg)
1416 {
1417         if (root_memcg == memcg)
1418                 return true;
1419         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1420                 return false;
1421         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1422 }
1423
1424 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1425                                        struct mem_cgroup *memcg)
1426 {
1427         bool ret;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1431         rcu_read_unlock();
1432         return ret;
1433 }
1434
1435 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1436                         const struct mem_cgroup *memcg)
1437 {
1438         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1439         struct task_struct *p;
1440         bool ret;
1441
1442         p = find_lock_task_mm(task);
1443         if (p) {
1444                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1445                 task_unlock(p);
1446         } else {
1447                 /*
1448                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1449                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1450                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1451                  */
1452                 rcu_read_lock();
1453                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1454                 if (curr)
1455                         css_get(&curr->css);
1456                 rcu_read_unlock();
1457         }
1458         if (!curr)
1459                 return false;
1460         /*
1461          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1462          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1463          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1464          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1465          */
1466         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1467         css_put(&curr->css);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1472 {
1473         unsigned long inactive_ratio;
1474         unsigned long inactive;
1475         unsigned long active;
1476         unsigned long gb;
1477
1478         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1479         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1480
1481         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1482         if (gb)
1483                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1484         else
1485                 inactive_ratio = 1;
1486
1487         return inactive * inactive_ratio < active;
1488 }
1489
1490 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1491         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1492
1493 /**
1494  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1495  * @memcg: the memory cgroup
1496  *
1497  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1498  * pages.
1499  */
1500 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         unsigned long long margin;
1503
1504         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1505         if (do_swap_account)
1506                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1507         return margin >> PAGE_SHIFT;
1508 }
1509
1510 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         /* root ? */
1513         if (!css_parent(&memcg->css))
1514                 return vm_swappiness;
1515
1516         return memcg->swappiness;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1521  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1522  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1523  * rcu_read_lock(), like this:
1524  *
1525  *         CPU-A                                    CPU-B
1526  *                                              rcu_read_lock()
1527  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1528  *                                                   take heavy locks.
1529  *         synchronize_rcu()                    update something.
1530  *                                              rcu_read_unlock()
1531  *         start move here.
1532  */
1533
1534 /* for quick checking without looking up memcg */
1535 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1536
1537 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         atomic_inc(&memcg_moving);
1540         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1541         synchronize_rcu();
1542 }
1543
1544 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         /*
1547          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1548          * We check NULL in callee rather than caller.
1549          */
1550         if (memcg) {
1551                 atomic_dec(&memcg_moving);
1552                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1558  *
1559  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1560  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1561  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1562  *
1563  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1564  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1565  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1566  */
1567
1568 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1569 {
1570         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1571         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1572 }
1573
1574 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         struct mem_cgroup *from;
1577         struct mem_cgroup *to;
1578         bool ret = false;
1579         /*
1580          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1581          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1582          */
1583         spin_lock(&mc.lock);
1584         from = mc.from;
1585         to = mc.to;
1586         if (!from)
1587                 goto unlock;
1588
1589         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1590                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1591 unlock:
1592         spin_unlock(&mc.lock);
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1597 {
1598         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1599                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1600                         DEFINE_WAIT(wait);
1601                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1602                         /* moving charge context might have finished. */
1603                         if (mc.moving_task)
1604                                 schedule();
1605                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1606                         return true;
1607                 }
1608         }
1609         return false;
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Take this lock when
1614  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1615  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1616  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1617  */
1618 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1619                                   unsigned long *flags)
1620 {
1621         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1622 }
1623
1624 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1625                                 unsigned long *flags)
1626 {
1627         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1628 }
1629
1630 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1631 /**
1632  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1633  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1634  * @p: Task that is going to be killed
1635  *
1636  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1637  * enabled
1638  */
1639 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1640 {
1641         struct cgroup *task_cgrp;
1642         struct cgroup *mem_cgrp;
1643         /*
1644          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1645          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1646          * If this assumption is broken, revisit this code.
1647          */
1648         static char memcg_name[PATH_MAX];
1649         int ret;
1650         struct mem_cgroup *iter;
1651         unsigned int i;
1652
1653         if (!p)
1654                 return;
1655
1656         rcu_read_lock();
1657
1658         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1659         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1660
1661         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1662         if (ret < 0) {
1663                 /*
1664                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1665                  * But we'll still print out the usage information
1666                  */
1667                 rcu_read_unlock();
1668                 goto done;
1669         }
1670         rcu_read_unlock();
1671
1672         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1673
1674         rcu_read_lock();
1675         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1676         if (ret < 0) {
1677                 rcu_read_unlock();
1678                 goto done;
1679         }
1680         rcu_read_unlock();
1681
1682         /*
1683          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1684          */
1685         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1686 done:
1687
1688         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1689                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1690                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1691                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1692         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1693                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1694                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1695                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1696         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1697                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1700
1701         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1702                 pr_info("Memory cgroup stats");
1703
1704                 rcu_read_lock();
1705                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1706                 if (!ret)
1707                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1708                 rcu_read_unlock();
1709                 pr_cont(":");
1710
1711                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1712                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1713                                 continue;
1714                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1715                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1716                 }
1717
1718                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1719                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1720                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1721
1722                 pr_cont("\n");
1723         }
1724 }
1725
1726 /*
1727  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1728  * 1(self count) if no children.
1729  */
1730 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         int num = 0;
1733         struct mem_cgroup *iter;
1734
1735         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1736                 num++;
1737         return num;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1742  */
1743 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1744 {
1745         u64 limit;
1746
1747         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1748
1749         /*
1750          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1751          */
1752         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1753                 u64 memsw;
1754
1755                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1756                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1757
1758                 /*
1759                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1760                  * available to this memcg, return that limit.
1761                  */
1762                 limit = min(limit, memsw);
1763         }
1764
1765         return limit;
1766 }
1767
1768 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1769                                      int order)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *iter;
1772         unsigned long chosen_points = 0;
1773         unsigned long totalpages;
1774         unsigned int points = 0;
1775         struct task_struct *chosen = NULL;
1776
1777         /*
1778          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1779          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1780          * quickly exit and free its memory.
1781          */
1782         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1783                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1784                 return;
1785         }
1786
1787         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1788         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1789         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1790                 struct css_task_iter it;
1791                 struct task_struct *task;
1792
1793                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1794                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1795                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1796                                                         false)) {
1797                         case OOM_SCAN_SELECT:
1798                                 if (chosen)
1799                                         put_task_struct(chosen);
1800                                 chosen = task;
1801                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1802                                 get_task_struct(chosen);
1803                                 /* fall through */
1804                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1805                                 continue;
1806                         case OOM_SCAN_ABORT:
1807                                 css_task_iter_end(&it);
1808                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1809                                 if (chosen)
1810                                         put_task_struct(chosen);
1811                                 return;
1812                         case OOM_SCAN_OK:
1813                                 break;
1814                         };
1815                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1816                         if (points > chosen_points) {
1817                                 if (chosen)
1818                                         put_task_struct(chosen);
1819                                 chosen = task;
1820                                 chosen_points = points;
1821                                 get_task_struct(chosen);
1822                         }
1823                 }
1824                 css_task_iter_end(&it);
1825         }
1826
1827         if (!chosen)
1828                 return;
1829         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1830         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1831                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1832 }
1833
1834 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1835                                         gfp_t gfp_mask,
1836                                         unsigned long flags)
1837 {
1838         unsigned long total = 0;
1839         bool noswap = false;
1840         int loop;
1841
1842         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1843                 noswap = true;
1844         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1845                 noswap = true;
1846
1847         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1848                 if (loop)
1849                         drain_all_stock_async(memcg);
1850                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1851                 /*
1852                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1853                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1854                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1855                  */
1856                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1857                         break;
1858                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1859                         break;
1860                 /*
1861                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1862                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1863                  */
1864                 if (loop && !total)
1865                         break;
1866         }
1867         return total;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1872  * @memcg: the target memcg
1873  * @nid: the node ID to be checked.
1874  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1875  *
1876  * This function returns whether the specified memcg contains any
1877  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1878  * pages in the node.
1879  */
1880 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1881                 int nid, bool noswap)
1882 {
1883         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1884                 return true;
1885         if (noswap || !total_swap_pages)
1886                 return false;
1887         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1888                 return true;
1889         return false;
1890
1891 }
1892 #if MAX_NUMNODES > 1
1893
1894 /*
1895  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1896  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1897  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1898  *
1899  */
1900 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1901 {
1902         int nid;
1903         /*
1904          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1905          * pagein/pageout changes since the last update.
1906          */
1907         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1908                 return;
1909         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1910                 return;
1911
1912         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1913         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1914
1915         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1916
1917                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1918                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1919         }
1920
1921         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1922         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1927  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1928  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1929  *
1930  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1931  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1932  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1933  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1934  *
1935  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1936  */
1937 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1938 {
1939         int node;
1940
1941         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1942         node = memcg->last_scanned_node;
1943
1944         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1945         if (node == MAX_NUMNODES)
1946                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1947         /*
1948          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1949          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1950          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1951          * we use curret node.
1952          */
1953         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1954                 node = numa_node_id();
1955
1956         memcg->last_scanned_node = node;
1957         return node;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1962  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1963  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1964  * enough new information. We need to do double check.
1965  */
1966 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1967 {
1968         int nid;
1969
1970         /*
1971          * quick check...making use of scan_node.
1972          * We can skip unused nodes.
1973          */
1974         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1975                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1976                      nid < MAX_NUMNODES;
1977                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1978
1979                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1980                                 return true;
1981                 }
1982         }
1983         /*
1984          * Check rest of nodes.
1985          */
1986         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1987                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1988                         continue;
1989                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1990                         return true;
1991         }
1992         return false;
1993 }
1994
1995 #else
1996 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1997 {
1998         return 0;
1999 }
2000
2001 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2002 {
2003         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2004 }
2005 #endif
2006
2007 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2008                                    struct zone *zone,
2009                                    gfp_t gfp_mask,
2010                                    unsigned long *total_scanned)
2011 {
2012         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2013         int total = 0;
2014         int loop = 0;
2015         unsigned long excess;
2016         unsigned long nr_scanned;
2017         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2018                 .zone = zone,
2019                 .priority = 0,
2020         };
2021
2022         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2023
2024         while (1) {
2025                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2026                 if (!victim) {
2027                         loop++;
2028                         if (loop >= 2) {
2029                                 /*
2030                                  * If we have not been able to reclaim
2031                                  * anything, it might because there are
2032                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2033                                  */
2034                                 if (!total)
2035                                         break;
2036                                 /*
2037                                  * We want to do more targeted reclaim.
2038                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2039                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2040                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2041                                  */
2042                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2043                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2044                                         break;
2045                         }
2046                         continue;
2047                 }
2048                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2049                         continue;
2050                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2051                                                      zone, &nr_scanned);
2052                 *total_scanned += nr_scanned;
2053                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2054                         break;
2055         }
2056         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2057         return total;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2062  * If someone is running, return false.
2063  * Has to be called with memcg_oom_lock
2064  */
2065 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2066 {
2067         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2068
2069         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2070                 if (iter->oom_lock) {
2071                         /*
2072                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2073                          * so we cannot give a lock.
2074                          */
2075                         failed = iter;
2076                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2077                         break;
2078                 } else
2079                         iter->oom_lock = true;
2080         }
2081
2082         if (!failed)
2083                 return true;
2084
2085         /*
2086          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2087          * what we set up to the failing subtree
2088          */
2089         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2090                 if (iter == failed) {
2091                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2092                         break;
2093                 }
2094                 iter->oom_lock = false;
2095         }
2096         return false;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Has to be called with memcg_oom_lock
2101  */
2102 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2103 {
2104         struct mem_cgroup *iter;
2105
2106         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2107                 iter->oom_lock = false;
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2112 {
2113         struct mem_cgroup *iter;
2114
2115         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2116                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2117 }
2118
2119 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2120 {
2121         struct mem_cgroup *iter;
2122
2123         /*
2124          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2125          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2126          * atomic_add_unless() here.
2127          */
2128         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2129                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2130 }
2131
2132 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2133 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2134
2135 struct oom_wait_info {
2136         struct mem_cgroup *memcg;
2137         wait_queue_t    wait;
2138 };
2139
2140 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2141         unsigned mode, int sync, void *arg)
2142 {
2143         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2144         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2145         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2146
2147         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2148         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2149
2150         /*
2151          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2152          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2153          */
2154         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2155                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2156                 return 0;
2157         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2158 }
2159
2160 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2161 {
2162         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2163         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2164 }
2165
2166 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2167 {
2168         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2169                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2174  */
2175 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2176                                   int order)
2177 {
2178         struct oom_wait_info owait;
2179         bool locked, need_to_kill;
2180
2181         owait.memcg = memcg;
2182         owait.wait.flags = 0;
2183         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2184         owait.wait.private = current;
2185         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2186         need_to_kill = true;
2187         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2188
2189         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2190         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2191         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2192         /*
2193          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2194          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2195          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2196          */
2197         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2198         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2199                 need_to_kill = false;
2200         if (locked)
2201                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2202         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2203
2204         if (need_to_kill) {
2205                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2206                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2207         } else {
2208                 schedule();
2209                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2210         }
2211         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2212         if (locked)
2213                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2214         memcg_wakeup_oom(memcg);
2215         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2216
2217         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2218
2219         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2220                 return false;
2221         /* Give chance to dying process */
2222         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2223         return true;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2228  * generalized to update other statistics as well.
2229  *
2230  * Notes: Race condition
2231  *
2232  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2233  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2234  * to do so _always_.
2235  *
2236  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2237  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2238  * are no race with "charge".
2239  *
2240  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2241  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2242  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2243  * by flags.
2244  *
2245  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2246  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2247  * If there is, we take a lock.
2248  */
2249
2250 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2251                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2252 {
2253         struct mem_cgroup *memcg;
2254         struct page_cgroup *pc;
2255
2256         pc = lookup_page_cgroup(page);
2257 again:
2258         memcg = pc->mem_cgroup;
2259         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2260                 return;
2261         /*
2262          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2263          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2264          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2265          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2266          */
2267         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2268                 return;
2269
2270         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2271         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2272                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2273                 goto again;
2274         }
2275         *locked = true;
2276 }
2277
2278 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2279 {
2280         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2281
2282         /*
2283          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2284          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2285          * should take move_lock_mem_cgroup().
2286          */
2287         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2288 }
2289
2290 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2291                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2292 {
2293         struct mem_cgroup *memcg;
2294         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2295         unsigned long uninitialized_var(flags);
2296
2297         if (mem_cgroup_disabled())
2298                 return;
2299
2300         memcg = pc->mem_cgroup;
2301         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2302                 return;
2303
2304         switch (idx) {
2305         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2306                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2307                 break;
2308         default:
2309                 BUG();
2310         }
2311
2312         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2317  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2318  */
2319 #define CHARGE_BATCH    32U
2320 struct memcg_stock_pcp {
2321         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2322         unsigned int nr_pages;
2323         struct work_struct work;
2324         unsigned long flags;
2325 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2326 };
2327 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2328 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2329
2330 /**
2331  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2332  * @memcg: memcg to consume from.
2333  * @nr_pages: how many pages to charge.
2334  *
2335  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2336  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2337  * service an allocation will refill the stock.
2338  *
2339  * returns true if successful, false otherwise.
2340  */
2341 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2342 {
2343         struct memcg_stock_pcp *stock;
2344         bool ret = true;
2345
2346         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2347                 return false;
2348
2349         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2350         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2351                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2352         else /* need to call res_counter_charge */
2353                 ret = false;
2354         put_cpu_var(memcg_stock);
2355         return ret;
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2360  */
2361 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2362 {
2363         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2364
2365         if (stock->nr_pages) {
2366                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2367
2368                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2369                 if (do_swap_account)
2370                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2371                 stock->nr_pages = 0;
2372         }
2373         stock->cached = NULL;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2378  * a thread which is pinned to local cpu.
2379  */
2380 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2381 {
2382         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2383         drain_stock(stock);
2384         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2385 }
2386
2387 static void __init memcg_stock_init(void)
2388 {
2389         int cpu;
2390
2391         for_each_possible_cpu(cpu) {
2392                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2393                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2394                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2395         }
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2400  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2401  */
2402 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2403 {
2404         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2405
2406         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2407                 drain_stock(stock);
2408                 stock->cached = memcg;
2409         }
2410         stock->nr_pages += nr_pages;
2411         put_cpu_var(memcg_stock);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2416  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2417  * until the work is done.
2418  */
2419 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2420 {
2421         int cpu, curcpu;
2422
2423         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2424         get_online_cpus();
2425         curcpu = get_cpu();
2426         for_each_online_cpu(cpu) {
2427                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2428                 struct mem_cgroup *memcg;
2429
2430                 memcg = stock->cached;
2431                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2432                         continue;
2433                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2434                         continue;
2435                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2436                         if (cpu == curcpu)
2437                                 drain_local_stock(&stock->work);
2438                         else
2439                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2440                 }
2441         }
2442         put_cpu();
2443
2444         if (!sync)
2445                 goto out;
2446
2447         for_each_online_cpu(cpu) {
2448                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2449                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2450                         flush_work(&stock->work);
2451         }
2452 out:
2453         put_online_cpus();
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2458  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2459  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2460  * it.
2461  */
2462 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2463 {
2464         /*
2465          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2466          */
2467         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2468                 return;
2469         drain_all_stock(root_memcg, false);
2470         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2471 }
2472
2473 /* This is a synchronous drain interface. */
2474 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2475 {
2476         /* called when force_empty is called */
2477         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2478         drain_all_stock(root_memcg, true);
2479         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2484  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2485  */
2486 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2487 {
2488         int i;
2489
2490         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2491         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2492                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2493
2494                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2495                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2496         }
2497         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2498                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2499
2500                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2501                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2502         }
2503         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2504 }
2505
2506 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2507                                         unsigned long action,
2508                                         void *hcpu)
2509 {
2510         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2511         struct memcg_stock_pcp *stock;
2512         struct mem_cgroup *iter;
2513
2514         if (action == CPU_ONLINE)
2515                 return NOTIFY_OK;
2516
2517         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2518                 return NOTIFY_OK;
2519
2520         for_each_mem_cgroup(iter)
2521                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2522
2523         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2524         drain_stock(stock);
2525         return NOTIFY_OK;
2526 }
2527
2528
2529 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2530 enum {
2531         CHARGE_OK,              /* success */
2532         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2533         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2534         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2535         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2536 };
2537
2538 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2539                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2540                                 bool oom_check)
2541 {
2542         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2543         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2544         struct res_counter *fail_res;
2545         unsigned long flags = 0;
2546         int ret;
2547
2548         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2549
2550         if (likely(!ret)) {
2551                 if (!do_swap_account)
2552                         return CHARGE_OK;
2553                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2554                 if (likely(!ret))
2555                         return CHARGE_OK;
2556
2557                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2558                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2559                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2560         } else
2561                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2562         /*
2563          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2564          * single page instead.
2565          */
2566         if (nr_pages > min_pages)
2567                 return CHARGE_RETRY;
2568
2569         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2570                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2571
2572         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2573                 return CHARGE_NOMEM;
2574
2575         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2576         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2577                 return CHARGE_RETRY;
2578         /*
2579          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2580          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2581          * before killing the task.
2582          *
2583          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2584          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2585          * to regular pages anyway in case of failure.
2586          */
2587         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2588                 return CHARGE_RETRY;
2589
2590         /*
2591          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2592          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2593          */
2594         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2595                 return CHARGE_RETRY;
2596
2597         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2598         if (!oom_check)
2599                 return CHARGE_NOMEM;
2600         /* check OOM */
2601         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2602                 return CHARGE_OOM_DIE;
2603
2604         return CHARGE_RETRY;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * __mem_cgroup_try_charge() does
2609  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2610  * 2. update res_counter
2611  * 3. call memory reclaim if necessary.
2612  *
2613  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2614  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2615  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2616  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2617  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2618  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2619  *
2620  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2621  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2622  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2623  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2624  *
2625  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2626  * the oom-killer can be invoked.
2627  */
2628 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2629                                    gfp_t gfp_mask,
2630                                    unsigned int nr_pages,
2631                                    struct mem_cgroup **ptr,
2632                                    bool oom)
2633 {
2634         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2635         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2636         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2637         int ret;
2638
2639         /*
2640          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2641          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2642          * MEMDIE process.
2643          */
2644         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2645                      || fatal_signal_pending(current)))
2646                 goto bypass;
2647
2648         /*
2649          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2650          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2651          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2652          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2653          */
2654         if (!*ptr && !mm)
2655                 *ptr = root_mem_cgroup;
2656 again:
2657         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2658                 memcg = *ptr;
2659                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2660                         goto done;
2661                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2662                         goto done;
2663                 css_get(&memcg->css);
2664         } else {
2665                 struct task_struct *p;
2666
2667                 rcu_read_lock();
2668                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2669                 /*
2670                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2671                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2672                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2673                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2674                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2675                  * small race, here.
2676                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2677                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2678                  */
2679                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2680                 if (!memcg)
2681                         memcg = root_mem_cgroup;
2682                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2683                         rcu_read_unlock();
2684                         goto done;
2685                 }
2686                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2687                         /*
2688                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2689                          * But considering how consume_stok works, it's not
2690                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2691                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2692                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2693                          * calling consume_stock().
2694                          */
2695                         rcu_read_unlock();
2696                         goto done;
2697                 }
2698                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2699                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2700                         rcu_read_unlock();
2701                         goto again;
2702                 }
2703                 rcu_read_unlock();
2704         }
2705
2706         do {
2707                 bool oom_check;
2708
2709                 /* If killed, bypass charge */
2710                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2711                         css_put(&memcg->css);
2712                         goto bypass;
2713                 }
2714
2715                 oom_check = false;
2716                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2717                         oom_check = true;
2718                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2719                 }
2720
2721                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2722                     oom_check);
2723                 switch (ret) {
2724                 case CHARGE_OK:
2725                         break;
2726                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2727                         batch = nr_pages;
2728                         css_put(&memcg->css);
2729                         memcg = NULL;
2730                         goto again;
2731                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2732                         css_put(&memcg->css);
2733                         goto nomem;
2734                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2735                         if (!oom) {
2736                                 css_put(&memcg->css);
2737                                 goto nomem;
2738                         }
2739                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2740                         nr_oom_retries--;
2741                         break;
2742                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2743                         css_put(&memcg->css);
2744                         goto bypass;
2745                 }
2746         } while (ret != CHARGE_OK);
2747
2748         if (batch > nr_pages)
2749                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2750         css_put(&memcg->css);
2751 done:
2752         *ptr = memcg;
2753         return 0;
2754 nomem:
2755         *ptr = NULL;
2756         return -ENOMEM;
2757 bypass:
2758         *ptr = root_mem_cgroup;
2759         return -EINTR;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2764  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2765  * gotten by try_charge().
2766  */
2767 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2768                                        unsigned int nr_pages)
2769 {
2770         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2771                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2772
2773                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2774                 if (do_swap_account)
2775                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2776         }
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2781  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2782  */
2783 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2784                                         unsigned int nr_pages)
2785 {
2786         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2787
2788         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2789                 return;
2790
2791         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2792         if (do_swap_account)
2793                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2794                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2799  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2800  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2801  * called against removed memcg.)
2802  */
2803 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2804 {
2805         struct cgroup_subsys_state *css;
2806
2807         /* ID 0 is unused ID */
2808         if (!id)
2809                 return NULL;
2810         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2811         if (!css)
2812                 return NULL;
2813         return mem_cgroup_from_css(css);
2814 }
2815
2816 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2817 {
2818         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2819         struct page_cgroup *pc;
2820         unsigned short id;
2821         swp_entry_t ent;
2822
2823         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2824
2825         pc = lookup_page_cgroup(page);
2826         lock_page_cgroup(pc);
2827         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2828                 memcg = pc->mem_cgroup;
2829                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2830                         memcg = NULL;
2831         } else if (PageSwapCache(page)) {
2832                 ent.val = page_private(page);
2833                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2834                 rcu_read_lock();
2835                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2836                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2837                         memcg = NULL;
2838                 rcu_read_unlock();
2839         }
2840         unlock_page_cgroup(pc);
2841         return memcg;
2842 }
2843
2844 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2845                                        struct page *page,
2846                                        unsigned int nr_pages,
2847                                        enum charge_type ctype,
2848                                        bool lrucare)
2849 {
2850         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2851         struct zone *uninitialized_var(zone);
2852         struct lruvec *lruvec;
2853         bool was_on_lru = false;
2854         bool anon;
2855
2856         lock_page_cgroup(pc);
2857         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2858         /*
2859          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2860          * accessed by any other context at this point.
2861          */
2862
2863         /*
2864          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2865          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2866          */
2867         if (lrucare) {
2868                 zone = page_zone(page);
2869                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2870                 if (PageLRU(page)) {
2871                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2872                         ClearPageLRU(page);
2873                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2874                         was_on_lru = true;
2875                 }
2876         }
2877
2878         pc->mem_cgroup = memcg;
2879         /*
2880          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2881          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2882          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2883          * before USED bit, we need memory barrier here.
2884          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2885          */
2886         smp_wmb();
2887         SetPageCgroupUsed(pc);
2888
2889         if (lrucare) {
2890                 if (was_on_lru) {
2891                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2892                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2893                         SetPageLRU(page);
2894                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2895                 }
2896                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2897         }
2898
2899         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2900                 anon = true;
2901         else
2902                 anon = false;
2903
2904         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2905         unlock_page_cgroup(pc);
2906
2907         /*
2908          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2909          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2910          * if they exceeds softlimit.
2911          */
2912         memcg_check_events(memcg, page);
2913 }
2914
2915 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2916
2917 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2918 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2921                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2926  * in the memcg_cache_params struct.
2927  */
2928 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2929 {
2930         struct kmem_cache *cachep;
2931
2932         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2933         cachep = p->root_cache;
2934         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2935 }
2936
2937 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2938 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2939                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2940 {
2941         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2942         struct memcg_cache_params *params;
2943
2944         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2945                 return -EIO;
2946
2947         print_slabinfo_header(m);
2948
2949         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2950         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2951                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2952         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2953
2954         return 0;
2955 }
2956 #endif
2957
2958 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2959 {
2960         struct res_counter *fail_res;
2961         struct mem_cgroup *_memcg;
2962         int ret = 0;
2963         bool may_oom;
2964
2965         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2966         if (ret)
2967                 return ret;
2968
2969         /*
2970          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2971          * the same conditions tested by the core page allocator
2972          */
2973         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2974
2975         _memcg = memcg;
2976         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2977                                       &_memcg, may_oom);
2978
2979         if (ret == -EINTR)  {
2980                 /*
2981                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2982                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2983                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2984                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2985                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2986                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2987                  * our minds.
2988                  *
2989                  * This condition will only trigger if the task entered
2990                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2991                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2992                  * dying when the allocation triggers should have been already
2993                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2994                  */
2995                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2996                 if (do_swap_account)
2997                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2998                                                   &fail_res);
2999                 ret = 0;
3000         } else if (ret)
3001                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3002
3003         return ret;
3004 }
3005
3006 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3007 {
3008         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3009         if (do_swap_account)
3010                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3011
3012         /* Not down to 0 */
3013         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3014                 return;
3015
3016         /*
3017          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3018          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3019          * outliving the memcg existence.
3020          *
3021          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3022          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3023          */
3024         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3025                 css_put(&memcg->css);
3026 }
3027
3028 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3029 {
3030         if (!memcg)
3031                 return;
3032
3033         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3034         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3035         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3040  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3041  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3042  */
3043 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3044 {
3045         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3050  * operation, because that is its main call site.
3051  *
3052  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3053  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3054  */
3055 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3056 {
3057         int num, ret;
3058
3059         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3060                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3061         if (num < 0)
3062                 return num;
3063         /*
3064          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3065          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3066          * guarantees only one process will set the following boolean
3067          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3068          * by the set_limit_mutex anyway.
3069          */
3070         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3071
3072         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3073         if (ret) {
3074                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3075                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3076                 return ret;
3077         }
3078
3079         memcg->kmemcg_id = num;
3080         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3081         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3082         return 0;
3083 }
3084
3085 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3086 {
3087         ssize_t size;
3088         if (num_groups <= 0)
3089                 return 0;
3090
3091         size = 2 * num_groups;
3092         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3093                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3094         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3095                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3096
3097         return size;
3098 }
3099
3100 /*
3101  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3102  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3103  * calling this.
3104  */
3105 void memcg_update_array_size(int num)
3106 {
3107         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3108                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3109 }
3110
3111 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3112
3113 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3114 {
3115         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3116
3117         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3118
3119         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3120                 int i;
3121                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3122
3123                 size *= sizeof(void *);
3124                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3125
3126                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3127                 if (!s->memcg_params) {
3128                         s->memcg_params = cur_params;
3129                         return -ENOMEM;
3130                 }
3131
3132                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3133
3134                 /*
3135                  * There is the chance it will be bigger than
3136                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3137                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3138                  * have a bigger array.
3139                  *
3140                  * But if that is the case, the data after
3141                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3142                  */
3143                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3144                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3145                                 continue;
3146                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3147                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3148                 }
3149
3150                 /*
3151                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3152                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3153                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3154                  *
3155                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3156                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3157                  * anyway.
3158                  */
3159                 kfree(cur_params);
3160         }
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3165                          struct kmem_cache *root_cache)
3166 {
3167         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3168
3169         if (!memcg_kmem_enabled())
3170                 return 0;
3171
3172         if (!memcg)
3173                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3174
3175         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3176         if (!s->memcg_params)
3177                 return -ENOMEM;
3178
3179         if (memcg) {
3180                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3181                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3182                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3183                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3184         } else
3185                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3186
3187         return 0;
3188 }
3189
3190 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3191 {
3192         struct kmem_cache *root;
3193         struct mem_cgroup *memcg;
3194         int id;
3195
3196         /*
3197          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3198          * add any memcg.
3199          */
3200         if (!s->memcg_params)
3201                 return;
3202
3203         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3204                 goto out;
3205
3206         memcg = s->memcg_params->memcg;
3207         id  = memcg_cache_id(memcg);
3208
3209         root = s->memcg_params->root_cache;
3210         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3211
3212         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3213         list_del(&s->memcg_params->list);
3214         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3215
3216         css_put(&memcg->css);
3217 out:
3218         kfree(s->memcg_params);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3223  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3224  * enqueing new caches to be created.
3225  *
3226  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3227  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3228  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3229  * objects during debug.
3230  *
3231  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3232  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3233  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3234  * cache again, failing at the same point.
3235  *
3236  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3237  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3238  * inside the following two functions.
3239  */
3240 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3241 {
3242         VM_BUG_ON(!current->mm);
3243         current->memcg_kmem_skip_account++;
3244 }
3245
3246 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3247 {
3248         VM_BUG_ON(!current->mm);
3249         current->memcg_kmem_skip_account--;
3250 }
3251
3252 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3253 {
3254         struct kmem_cache *cachep;
3255         struct memcg_cache_params *p;
3256
3257         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3258
3259         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3260
3261         /*
3262          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3263          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3264          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3265          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3266          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3267          *
3268          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3269          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3270          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3271          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3272          * destroy it.
3273          *
3274          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3275          * again
3276          */
3277         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3278                 kmem_cache_shrink(cachep);
3279                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3280                         return;
3281         } else
3282                 kmem_cache_destroy(cachep);
3283 }
3284
3285 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3286 {
3287         if (!cachep->memcg_params->dead)
3288                 return;
3289
3290         /*
3291          * There are many ways in which we can get here.
3292          *
3293          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3294          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3295          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3296          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3297          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3298          *
3299          * But we can also get here from the worker itself, if
3300          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3301          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3302          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3303          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3304          *
3305          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3306          * running if there is already work pending
3307          */
3308         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3309                 return;
3310         /*
3311          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3312          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3313          */
3314         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3319  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3320  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3321  *
3322  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3323  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3324  */
3325 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3326
3327 /*
3328  * Called with memcg_cache_mutex held
3329  */
3330 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3331                                          struct kmem_cache *s)
3332 {
3333         struct kmem_cache *new;
3334         static char *tmp_name = NULL;
3335
3336         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3337
3338         /*
3339          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3340          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3341          * This static temporary buffer is used to prevent from
3342          * pointless shortliving allocation.
3343          */
3344         if (!tmp_name) {
3345                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3346                 if (!tmp_name)
3347                         return NULL;
3348         }
3349
3350         rcu_read_lock();
3351         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3352                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3353         rcu_read_unlock();
3354
3355         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3356                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3357
3358         if (new)
3359                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3360
3361         return new;
3362 }
3363
3364 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3365                                                   struct kmem_cache *cachep)
3366 {
3367         struct kmem_cache *new_cachep;
3368         int idx;
3369
3370         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3371
3372         idx = memcg_cache_id(memcg);
3373
3374         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3375         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3376         if (new_cachep) {
3377                 css_put(&memcg->css);
3378                 goto out;
3379         }
3380
3381         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3382         if (new_cachep == NULL) {
3383                 new_cachep = cachep;
3384                 css_put(&memcg->css);
3385                 goto out;
3386         }
3387
3388         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3389
3390         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3391         /*
3392          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3393          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3394          */
3395         wmb();
3396 out:
3397         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3398         return new_cachep;
3399 }
3400
3401 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3402 {
3403         struct kmem_cache *c;
3404         int i;
3405
3406         if (!s->memcg_params)
3407                 return;
3408         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3409                 return;
3410
3411         /*
3412          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3413          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3414          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3415          *
3416          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3417          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3418          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3419          */
3420         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3421         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3422                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3423                 if (!c)
3424                         continue;
3425
3426                 /*
3427                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3428                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3429                  * proceed with destruction ourselves.
3430                  *
3431                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3432                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3433                  * the cache still have active pages until this very moment.
3434                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3435                  *
3436                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3437                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3438                  */
3439                 c->memcg_params->dead = false;
3440                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3441                 kmem_cache_destroy(c);
3442         }
3443         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3444 }
3445
3446 struct create_work {
3447         struct mem_cgroup *memcg;
3448         struct kmem_cache *cachep;
3449         struct work_struct work;
3450 };
3451
3452 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3453 {
3454         struct kmem_cache *cachep;
3455         struct memcg_cache_params *params;
3456
3457         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3458                 return;
3459
3460         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3461         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3462                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3463                 cachep->memcg_params->dead = true;
3464                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3465         }
3466         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3467 }
3468
3469 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3470 {
3471         struct create_work *cw;
3472
3473         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3474         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3475         kfree(cw);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3480  */
3481 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3482                                          struct kmem_cache *cachep)
3483 {
3484         struct create_work *cw;
3485
3486         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3487         if (cw == NULL) {
3488                 css_put(&memcg->css);
3489                 return;
3490         }
3491
3492         cw->memcg = memcg;
3493         cw->cachep = cachep;
3494
3495         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3496         schedule_work(&cw->work);
3497 }
3498
3499 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3500                                        struct kmem_cache *cachep)
3501 {
3502         /*
3503          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3504          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3505          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3506          *
3507          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3508          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3509          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3510          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3511          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3512          */
3513         memcg_stop_kmem_account();
3514         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3515         memcg_resume_kmem_account();
3516 }
3517 /*
3518  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3519  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3520  *
3521  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3522  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3523  * in a workqueue.
3524  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3525  * the original cache.
3526  *
3527  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3528  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3529  */
3530 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3531                                           gfp_t gfp)
3532 {
3533         struct mem_cgroup *memcg;
3534         int idx;
3535
3536         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3537         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3538
3539         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3540                 return cachep;
3541
3542         rcu_read_lock();
3543         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3544
3545         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3546                 goto out;
3547
3548         idx = memcg_cache_id(memcg);
3549
3550         /*
3551          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3552          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3553          */
3554         read_barrier_depends();
3555         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3556                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3557                 goto out;
3558         }
3559
3560         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3561         if (!css_tryget(&memcg->css))
3562                 goto out;
3563         rcu_read_unlock();
3564
3565         /*
3566          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3567          * context), we could be be predictable and return right away.
3568          * This would guarantee that the allocation being performed
3569          * already belongs in the new cache.
3570          *
3571          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3572          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3573          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3574          * with the slab_mutex held.
3575          *
3576          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3577          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3578          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3579          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3580          * better to defer everything.
3581          */
3582         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3583         return cachep;
3584 out:
3585         rcu_read_unlock();
3586         return cachep;
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3589
3590 /*
3591  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3592  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3593  * need a further commit step to do the final arrangements.
3594  *
3595  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3596  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3597  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3598  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3599  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3600  * the compiled-out case as well.
3601  *
3602  * Returning true means the allocation is possible.
3603  */
3604 bool
3605 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3606 {
3607         struct mem_cgroup *memcg;
3608         int ret;
3609
3610         *_memcg = NULL;
3611
3612         /*
3613          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3614          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3615          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3616          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3617          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3618          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3619          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3620          *
3621          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3622          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3623          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3624          * the SLUB allocator:
3625          *
3626          *      memcg_stop_kmem_account();
3627          *      kmalloc(<large_number>)
3628          *      memcg_resume_kmem_account();
3629          *
3630          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3631          * since it will drive us directly to this function without passing
3632          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3633          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3634          * cache arrays. We bring this test here.
3635          */
3636         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3637                 return true;
3638
3639         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3640
3641         /*
3642          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3643          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3644          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3645          */
3646         if (unlikely(!memcg))
3647                 return true;
3648
3649         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3650                 css_put(&memcg->css);
3651                 return true;
3652         }
3653
3654         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3655         if (!ret)
3656                 *_memcg = memcg;
3657
3658         css_put(&memcg->css);
3659         return (ret == 0);
3660 }
3661
3662 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3663                               int order)
3664 {
3665         struct page_cgroup *pc;
3666
3667         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3668
3669         /* The page allocation failed. Revert */
3670         if (!page) {
3671                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3672                 return;
3673         }
3674
3675         pc = lookup_page_cgroup(page);
3676         lock_page_cgroup(pc);
3677         pc->mem_cgroup = memcg;
3678         SetPageCgroupUsed(pc);
3679         unlock_page_cgroup(pc);
3680 }
3681
3682 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3683 {
3684         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3685         struct page_cgroup *pc;
3686
3687
3688         pc = lookup_page_cgroup(page);
3689         /*
3690          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3691          * check again after locking.
3692          */
3693         if (!PageCgroupUsed(pc))
3694                 return;
3695
3696         lock_page_cgroup(pc);
3697         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3698                 memcg = pc->mem_cgroup;
3699                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3700         }
3701         unlock_page_cgroup(pc);
3702
3703         /*
3704          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3705          * is a valid allocation
3706          */
3707         if (!memcg)
3708                 return;
3709
3710         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3711         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3712 }
3713 #else
3714 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3715 {
3716 }
3717 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3718
3719 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3720
3721 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3722 /*
3723  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3724  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3725  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3726  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3727  */
3728 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3729 {
3730         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3731         struct page_cgroup *pc;
3732         struct mem_cgroup *memcg;
3733         int i;
3734
3735         if (mem_cgroup_disabled())
3736                 return;
3737
3738         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3739         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3740                 pc = head_pc + i;
3741                 pc->mem_cgroup = memcg;
3742                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3743                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3744         }
3745         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3746                        HPAGE_PMD_NR);
3747 }
3748 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3749
3750 /**
3751  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3752  * @page: the page
3753  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3754  * @pc: page_cgroup of the page.
3755  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3756  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3757  *
3758  * The caller must confirm following.
3759  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3760  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3761  *
3762  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3763  * from old cgroup.
3764  */
3765 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3766                                    unsigned int nr_pages,
3767                                    struct page_cgroup *pc,
3768                                    struct mem_cgroup *from,
3769                                    struct mem_cgroup *to)
3770 {
3771         unsigned long flags;
3772         int ret;
3773         bool anon = PageAnon(page);
3774
3775         VM_BUG_ON(from == to);
3776         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3777         /*
3778          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3779          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3780          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3781          * hold it.
3782          */
3783         ret = -EBUSY;
3784         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3785                 goto out;
3786
3787         lock_page_cgroup(pc);
3788
3789         ret = -EINVAL;
3790         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3791                 goto unlock;
3792
3793         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3794
3795         if (!anon && page_mapped(page)) {
3796                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3797                 preempt_disable();
3798                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3799                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3800                 preempt_enable();
3801         }
3802         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3803
3804         /* caller should have done css_get */
3805         pc->mem_cgroup = to;
3806         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3807         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3808         ret = 0;
3809 unlock:
3810         unlock_page_cgroup(pc);
3811         /*
3812          * check events
3813          */
3814         memcg_check_events(to, page);
3815         memcg_check_events(from, page);
3816 out:
3817         return ret;
3818 }
3819
3820 /**
3821  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3822  * @page: the page to move
3823  * @pc: page_cgroup of the page
3824  * @child: page's cgroup
3825  *
3826  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3827  * parent (aka use_hierarchy==0).
3828  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3829  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3830  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3831  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3832  * on the next attempt and the call should be retried later.
3833  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3834  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3835  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3836  * LRU or vanish.
3837  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3838  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3839  * disappear in the next attempt.
3840  */
3841 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3842                                   struct page_cgroup *pc,
3843                                   struct mem_cgroup *child)
3844 {
3845         struct mem_cgroup *parent;
3846         unsigned int nr_pages;
3847         unsigned long uninitialized_var(flags);
3848         int ret;
3849
3850         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3851
3852         ret = -EBUSY;
3853         if (!get_page_unless_zero(page))
3854                 goto out;
3855         if (isolate_lru_page(page))
3856                 goto put;
3857
3858         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3859
3860         parent = parent_mem_cgroup(child);
3861         /*
3862          * If no parent, move charges to root cgroup.
3863          */
3864         if (!parent)
3865                 parent = root_mem_cgroup;
3866
3867         if (nr_pages > 1) {
3868                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3869                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3870         }
3871
3872         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3873                                 pc, child, parent);
3874         if (!ret)
3875                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3876
3877         if (nr_pages > 1)
3878                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3879         putback_lru_page(page);
3880 put:
3881         put_page(page);
3882 out:
3883         return ret;
3884 }
3885
3886 /*
3887  * Charge the memory controller for page usage.
3888  * Return
3889  * 0 if the charge was successful
3890  * < 0 if the cgroup is over its limit
3891  */
3892 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3893                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3894 {
3895         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3896         unsigned int nr_pages = 1;
3897         bool oom = true;
3898         int ret;
3899
3900         if (PageTransHuge(page)) {
3901                 nr_pages <<= compound_order(page);
3902                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3903                 /*
3904                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3905                  * fault handler will fall back to regular pages.
3906                  */
3907                 oom = false;
3908         }
3909
3910         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3911         if (ret == -ENOMEM)
3912                 return ret;
3913         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3914         return 0;
3915 }
3916
3917 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3918                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3919 {
3920         if (mem_cgroup_disabled())
3921                 return 0;
3922         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3923         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3924         VM_BUG_ON(!mm);
3925         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3926                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3927 }
3928
3929 /*
3930  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3931  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3932  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3933  * "commit()" or removed by "cancel()"
3934  */
3935 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3936                                           struct page *page,
3937                                           gfp_t mask,
3938                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3939 {
3940         struct mem_cgroup *memcg;
3941         struct page_cgroup *pc;
3942         int ret;
3943
3944         pc = lookup_page_cgroup(page);
3945         /*
3946          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3947          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3948          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3949          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3950          * in turn serializes uncharging.
3951          */
3952         if (PageCgroupUsed(pc))
3953                 return 0;
3954         if (!do_swap_account)
3955                 goto charge_cur_mm;
3956         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3957         if (!memcg)
3958                 goto charge_cur_mm;
3959         *memcgp = memcg;
3960         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3961         css_put(&memcg->css);
3962         if (ret == -EINTR)
3963                 ret = 0;
3964         return ret;
3965 charge_cur_mm:
3966         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3967         if (ret == -EINTR)
3968                 ret = 0;
3969         return ret;
3970 }
3971
3972 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3973                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3974 {
3975         *memcgp = NULL;
3976         if (mem_cgroup_disabled())
3977                 return 0;
3978         /*
3979          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3980          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3981          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3982          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3983          */
3984         if (!PageSwapCache(page)) {
3985                 int ret;
3986
3987                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3988                 if (ret == -EINTR)
3989                         ret = 0;
3990                 return ret;
3991         }
3992         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3993 }
3994
3995 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3996 {
3997         if (mem_cgroup_disabled())
3998                 return;
3999         if (!memcg)
4000                 return;
4001         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4002 }
4003
4004 static void
4005 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4006                                         enum charge_type ctype)
4007 {
4008         if (mem_cgroup_disabled())
4009                 return;
4010         if (!memcg)
4011                 return;
4012
4013         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4014         /*
4015          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4016          * counted both as mem and swap....double count.
4017          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4018          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4019          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4020          */
4021         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4022                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4023                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4024         }
4025 }
4026
4027 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4028                                      struct mem_cgroup *memcg)
4029 {
4030         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4031                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4032 }
4033
4034 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4035                                 gfp_t gfp_mask)
4036 {
4037         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4038         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4039         int ret;
4040
4041         if (mem_cgroup_disabled())
4042                 return 0;
4043         if (PageCompound(page))
4044                 return 0;
4045
4046         if (!PageSwapCache(page))
4047                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4048         else { /* page is swapcache/shmem */
4049                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4050                                                      gfp_mask, &memcg);
4051                 if (!ret)
4052                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4053         }
4054         return ret;
4055 }
4056
4057 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4058                                    unsigned int nr_pages,
4059                                    const enum charge_type ctype)
4060 {
4061         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4062         bool uncharge_memsw = true;
4063
4064         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4065         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4066                 uncharge_memsw = false;
4067
4068         batch = &current->memcg_batch;
4069         /*
4070          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4071          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4072          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4073          */
4074         if (!batch->memcg)
4075                 batch->memcg = memcg;
4076         /*
4077          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4078          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4079          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4080          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4081          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4082          */
4083
4084         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4085                 goto direct_uncharge;
4086
4087         if (nr_pages > 1)
4088                 goto direct_uncharge;
4089
4090         /*
4091          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4092          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4093          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4094          */
4095         if (batch->memcg != memcg)
4096                 goto direct_uncharge;
4097         /* remember freed charge and uncharge it later */
4098         batch->nr_pages++;
4099         if (uncharge_memsw)
4100                 batch->memsw_nr_pages++;
4101         return;
4102 direct_uncharge:
4103         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4104         if (uncharge_memsw)
4105                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4106         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4107                 memcg_oom_recover(memcg);
4108 }
4109
4110 /*
4111  * uncharge if !page_mapped(page)
4112  */
4113 static struct mem_cgroup *
4114 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4115                              bool end_migration)
4116 {
4117         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4118         unsigned int nr_pages = 1;
4119         struct page_cgroup *pc;
4120         bool anon;
4121
4122         if (mem_cgroup_disabled())
4123                 return NULL;
4124
4125         if (PageTransHuge(page)) {
4126                 nr_pages <<= compound_order(page);
4127                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4128         }
4129         /*
4130          * Check if our page_cgroup is valid
4131          */
4132         pc = lookup_page_cgroup(page);
4133         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4134                 return NULL;
4135
4136         lock_page_cgroup(pc);
4137
4138         memcg = pc->mem_cgroup;
4139
4140         if (!PageCgroupUsed(pc))
4141                 goto unlock_out;
4142
4143         anon = PageAnon(page);
4144
4145         switch (ctype) {
4146         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4147                 /*
4148                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4149                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4150                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4151                  */
4152                 anon = true;
4153                 /* fallthrough */
4154         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4155                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4156                 if (page_mapped(page))
4157                         goto unlock_out;
4158                 /*
4159                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4160                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4161                  * unused post-migration page and so it has to call
4162                  * here with the migration bit still set.  See the
4163                  * res_counter handling below.
4164                  */
4165                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4166                         goto unlock_out;
4167                 break;
4168         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4169                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4170                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4171                                 goto unlock_out;
4172                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4173                                 goto unlock_out;
4174                 break;
4175         default:
4176                 break;
4177         }
4178
4179         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4180
4181         ClearPageCgroupUsed(pc);
4182         /*
4183          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4184          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4185          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4186          * special functions.
4187          */
4188
4189         unlock_page_cgroup(pc);
4190         /*
4191          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4192          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4193          */
4194         memcg_check_events(memcg, page);
4195         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4196                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4197                 css_get(&memcg->css);
4198         }
4199         /*
4200          * Migration does not charge the res_counter for the
4201          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4202          * page that is unused after the migration.
4203          */
4204         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4205                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4206
4207         return memcg;
4208
4209 unlock_out:
4210         unlock_page_cgroup(pc);
4211         return NULL;
4212 }
4213
4214 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4215 {
4216         /* early check. */
4217         if (page_mapped(page))
4218                 return;
4219         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4220         /*
4221          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4222          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4223          * and handles memcg lifetime.
4224          *
4225          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4226          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4227          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4228          * 0, there won't be any page table references to the swap
4229          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4230          * page to disk.
4231          */
4232         if (PageSwapCache(page))
4233                 return;
4234         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4235 }
4236
4237 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4238 {
4239         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4240         VM_BUG_ON(page->mapping);
4241         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4242 }
4243
4244 /*
4245  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4246  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4247  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4248  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4249  * This may be called prural(2) times in a context,
4250  */
4251
4252 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4253 {
4254         current->memcg_batch.do_batch++;
4255         /* We can do nest. */
4256         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4257                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4258                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4259                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4260         }
4261 }
4262
4263 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4264 {
4265         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4266
4267         if (!batch->do_batch)
4268                 return;
4269
4270         batch->do_batch--;
4271         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4272                 return;
4273
4274         if (!batch->memcg)
4275                 return;
4276         /*
4277          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4278          * bacause we hide charges behind us.
4279          */
4280         if (batch->nr_pages)
4281                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4282                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4283         if (batch->memsw_nr_pages)
4284                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4285                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4286         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4287         /* forget this pointer (for sanity check) */
4288         batch->memcg = NULL;
4289 }
4290
4291 #ifdef CONFIG_SWAP
4292 /*
4293  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4294  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4295  */
4296 void
4297 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4298 {
4299         struct mem_cgroup *memcg;
4300         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4301
4302         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4303                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4304
4305         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4306
4307         /*
4308          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4309          * css_get() was called in uncharge().
4310          */
4311         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4312                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4313 }
4314 #endif
4315
4316 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4317 /*
4318  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4319  * uncharge "memsw" account.
4320  */
4321 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4322 {
4323         struct mem_cgroup *memcg;
4324         unsigned short id;
4325
4326         if (!do_swap_account)
4327                 return;
4328
4329         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4330         rcu_read_lock();
4331         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4332         if (memcg) {
4333                 /*
4334                  * We uncharge this because swap is freed.
4335                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4336                  */
4337                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4338                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4339                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4340                 css_put(&memcg->css);
4341         }
4342         rcu_read_unlock();
4343 }
4344
4345 /**
4346  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4347  * @entry: swap entry to be moved
4348  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4349  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4350  *
4351  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4352  * as the mem_cgroup's id of @from.
4353  *
4354  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4355  *
4356  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4357  * both res and memsw, and called css_get().
4358  */
4359 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4360                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4361 {
4362         unsigned short old_id, new_id;
4363
4364         old_id = css_id(&from->css);
4365         new_id = css_id(&to->css);
4366
4367         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4368                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4369                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4370                 /*
4371                  * This function is only called from task migration context now.
4372                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4373                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4374                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4375                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4376                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4377                  *
4378                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4379                  * alive, so we can just call css_get().
4380                  */
4381                 css_get(&to->css);
4382                 return 0;
4383         }
4384         return -EINVAL;
4385 }
4386 #else
4387 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4388                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4389 {
4390         return -EINVAL;
4391 }
4392 #endif
4393
4394 /*
4395  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4396  * page belongs to.
4397  */
4398 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4399                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4400 {
4401         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4402         unsigned int nr_pages = 1;
4403         struct page_cgroup *pc;
4404         enum charge_type ctype;
4405
4406         *memcgp = NULL;
4407
4408         if (mem_cgroup_disabled())
4409                 return;
4410
4411         if (PageTransHuge(page))
4412                 nr_pages <<= compound_order(page);
4413
4414         pc = lookup_page_cgroup(page);
4415         lock_page_cgroup(pc);
4416         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4417                 memcg = pc->mem_cgroup;
4418                 css_get(&memcg->css);
4419                 /*
4420                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4421                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4422                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4423                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4424                  * until end_migration() is called
4425                  *
4426                  * Corner Case Thinking
4427                  * A)
4428                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4429                  * while migration was ongoing.
4430                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4431                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4432                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4433                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4434                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4435                  *
4436                  * B)
4437                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4438                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4439                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4440                  * without charging it again.
4441                  *
4442                  * C)
4443                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4444                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4445                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4446                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4447                  */
4448                 if (PageAnon(page))
4449                         SetPageCgroupMigration(pc);
4450         }
4451         unlock_page_cgroup(pc);
4452         /*
4453          * If the page is not charged at this point,
4454          * we return here.
4455          */
4456         if (!memcg)
4457                 return;
4458
4459         *memcgp = memcg;
4460         /*
4461          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4462          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4463          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4464          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4465          */
4466         if (PageAnon(page))
4467                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4468         else
4469                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4470         /*
4471          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4472          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4473          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4474          */
4475         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4476 }
4477
4478 /* remove redundant charge if migration failed*/
4479 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4480         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4481 {
4482         struct page *used, *unused;
4483         struct page_cgroup *pc;
4484         bool anon;
4485
4486         if (!memcg)
4487                 return;
4488
4489         if (!migration_ok) {
4490                 used = oldpage;
4491                 unused = newpage;
4492         } else {
4493                 used = newpage;
4494                 unused = oldpage;
4495         }
4496         anon = PageAnon(used);
4497         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4498                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4499                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4500                                      true);
4501         css_put(&memcg->css);
4502         /*
4503          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4504          * of the page goes down to zero, temporarly.
4505          * Clear the flag and check the page should be charged.
4506          */
4507         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4508         lock_page_cgroup(pc);
4509         ClearPageCgroupMigration(pc);
4510         unlock_page_cgroup(pc);
4511
4512         /*
4513          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4514          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4515          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4516          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4517          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4518          * check. (see prepare_charge() also)
4519          */
4520         if (anon)
4521                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4522 }
4523
4524 /*
4525  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4526  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4527  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4528  */
4529 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4530                                   struct page *newpage)
4531 {
4532         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4533         struct page_cgroup *pc;
4534         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4535
4536         if (mem_cgroup_disabled())
4537                 return;
4538
4539         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4540         /* fix accounting on old pages */
4541         lock_page_cgroup(pc);
4542         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4543                 memcg = pc->mem_cgroup;
4544                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4545                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4546         }
4547         unlock_page_cgroup(pc);
4548
4549         /*
4550          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4551          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4552          */
4553         if (!memcg)
4554                 return;
4555         /*
4556          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4557          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4558          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4559          */
4560         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4561 }
4562
4563 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4564 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4565 {
4566         struct page_cgroup *pc;
4567
4568         pc = lookup_page_cgroup(page);
4569         /*
4570          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4571          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4572          * or when mem_cgroup_disabled().
4573          */
4574         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4575                 return pc;
4576         return NULL;
4577 }
4578
4579 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4580 {
4581         if (mem_cgroup_disabled())
4582                 return false;
4583
4584         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4585 }
4586
4587 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4588 {
4589         struct page_cgroup *pc;
4590
4591         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4592         if (pc) {
4593                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4594                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4595         }
4596 }
4597 #endif
4598
4599 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4600                                 unsigned long long val)
4601 {
4602         int retry_count;
4603         u64 memswlimit, memlimit;
4604         int ret = 0;
4605         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4606         u64 curusage, oldusage;
4607         int enlarge;
4608
4609         /*
4610          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4611          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4612          * of # of children which we should visit in this loop.
4613          */
4614         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4615
4616         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4617
4618         enlarge = 0;
4619         while (retry_count) {
4620                 if (signal_pending(current)) {
4621                         ret = -EINTR;
4622                         break;
4623                 }
4624                 /*
4625                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4626                  * open coded manner. You see what this really does.
4627                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4628                  */
4629                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4630                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4631                 if (memswlimit < val) {
4632                         ret = -EINVAL;
4633                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4634                         break;
4635                 }
4636
4637                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4638                 if (memlimit < val)
4639                         enlarge = 1;
4640
4641                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4642                 if (!ret) {
4643                         if (memswlimit == val)
4644                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4645                         else
4646                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4647                 }
4648                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4649
4650                 if (!ret)
4651                         break;
4652
4653                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4654                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4655                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4656                 /* Usage is reduced ? */
4657                 if (curusage >= oldusage)
4658                         retry_count--;
4659                 else
4660                         oldusage = curusage;
4661         }
4662         if (!ret && enlarge)
4663                 memcg_oom_recover(memcg);
4664
4665         return ret;
4666 }
4667
4668 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4669                                         unsigned long long val)
4670 {
4671         int retry_count;
4672         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4673         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4674         int ret = -EBUSY;
4675         int enlarge = 0;
4676
4677         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4678         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4679         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4680         while (retry_count) {
4681                 if (signal_pending(current)) {
4682                         ret = -EINTR;
4683                         break;
4684                 }
4685                 /*
4686                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4687                  * open coded manner. You see what this really does.
4688                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4689                  */
4690                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4691                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4692                 if (memlimit > val) {
4693                         ret = -EINVAL;
4694                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4695                         break;
4696                 }
4697                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4698                 if (memswlimit < val)
4699                         enlarge = 1;
4700                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4701                 if (!ret) {
4702                         if (memlimit == val)
4703                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4704                         else
4705                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4706                 }
4707                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4708
4709                 if (!ret)
4710                         break;
4711
4712                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4713                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4714                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4715                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4716                 /* Usage is reduced ? */
4717                 if (curusage >= oldusage)
4718                         retry_count--;
4719                 else
4720                         oldusage = curusage;
4721         }
4722         if (!ret && enlarge)
4723                 memcg_oom_recover(memcg);
4724         return ret;
4725 }
4726
4727 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4728                                             gfp_t gfp_mask,
4729                                             unsigned long *total_scanned)
4730 {
4731         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4732         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4733         unsigned long reclaimed;
4734         int loop = 0;
4735         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4736         unsigned long long excess;
4737         unsigned long nr_scanned;
4738
4739         if (order > 0)
4740                 return 0;
4741
4742         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4743         /*
4744          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4745          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4746          * pressure
4747          */
4748         do {
4749                 if (next_mz)
4750                         mz = next_mz;
4751                 else
4752                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4753                 if (!mz)
4754                         break;
4755
4756                 nr_scanned = 0;
4757                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4758                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4759                 nr_reclaimed += reclaimed;
4760                 *total_scanned += nr_scanned;
4761                 spin_lock(&mctz->lock);
4762
4763                 /*
4764                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4765                  * it is time to move on to the next cgroup
4766                  */
4767                 next_mz = NULL;
4768                 if (!reclaimed) {
4769                         do {
4770                                 /*
4771                                  * Loop until we find yet another one.
4772                                  *
4773                                  * By the time we get the soft_limit lock
4774                                  * again, someone might have aded the
4775                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4776                                  * make sure we get a different mem.
4777                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4778                                  * NULL if no other cgroup is present on
4779                                  * the tree
4780                                  */
4781                                 next_mz =
4782                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4783                                 if (next_mz == mz)
4784                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4785                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4786                                         break;
4787                         } while (1);
4788                 }
4789                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4790                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4791                 /*
4792                  * One school of thought says that we should not add
4793                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4794                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4795                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4796                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4797                  * term TODO.
4798                  */
4799                 /* If excess == 0, no tree ops */
4800                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4801                 spin_unlock(&mctz->lock);
4802                 css_put(&mz->memcg->css);
4803                 loop++;
4804                 /*
4805                  * Could not reclaim anything and there are no more
4806                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4807                  * reclaiming anything.
4808                  */
4809                 if (!nr_reclaimed &&
4810                         (next_mz == NULL ||
4811                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4812                         break;
4813         } while (!nr_reclaimed);
4814         if (next_mz)
4815                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4816         return nr_reclaimed;
4817 }
4818
4819 /**
4820  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4821  * @memcg: group to clear
4822  * @node: NUMA node
4823  * @zid: zone id
4824  * @lru: lru to to clear
4825  *
4826  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4827  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4828  * group.
4829  */
4830 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4831                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4832 {
4833         struct lruvec *lruvec;
4834         unsigned long flags;
4835         struct list_head *list;
4836         struct page *busy;
4837         struct zone *zone;
4838
4839         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4840         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4841         list = &lruvec->lists[lru];
4842
4843         busy = NULL;
4844         do {
4845                 struct page_cgroup *pc;
4846                 struct page *page;
4847
4848                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4849                 if (list_empty(list)) {
4850                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4851                         break;
4852                 }
4853                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4854                 if (busy == page) {
4855                         list_move(&page->lru, list);
4856                         busy = NULL;
4857                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4858                         continue;
4859                 }
4860                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4861
4862                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4863
4864                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4865                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4866                         busy = page;
4867                         cond_resched();
4868                 } else
4869                         busy = NULL;
4870         } while (!list_empty(list));
4871 }
4872
4873 /*
4874  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4875  * all the charges and pages to the parent.
4876  * This enables deleting this mem_cgroup.
4877  *
4878  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4879  */
4880 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4881 {
4882         int node, zid;
4883         u64 usage;
4884
4885         do {
4886                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4887                 lru_add_drain_all();
4888                 drain_all_stock_sync(memcg);
4889                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4890                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4891                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4892                                 enum lru_list lru;
4893                                 for_each_lru(lru) {
4894                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4895                                                         node, zid, lru);
4896                                 }
4897                         }
4898                 }
4899                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4900                 memcg_oom_recover(memcg);
4901                 cond_resched();
4902
4903                 /*
4904                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4905                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4906                  * expect their value to drop to 0 here.
4907                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4908                  *
4909                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4910                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4911                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4912                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4913                  * charge before adding to the LRU.
4914                  */
4915                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4916                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4917         } while (usage > 0);
4918 }
4919
4920 /*
4921  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4922  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4923  * is meaningless
4924  */
4925 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4926 {
4927         struct cgroup_subsys_state *pos;
4928
4929         /* bounce at first found */
4930         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4931                 return true;
4932         return false;
4933 }
4934
4935 /*
4936  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4937  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4938  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4939  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4940  * any memcg without hierarchy as infertile.
4941  */
4942 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4943 {
4944         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4945 }
4946
4947 /*
4948  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4949  * the rest to the parent.
4950  *
4951  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4952  */
4953 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4954 {
4955         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4956         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4957
4958         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4959         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4960                 return -EBUSY;
4961
4962         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4963         lru_add_drain_all();
4964         /* try to free all pages in this cgroup */
4965         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4966                 int progress;
4967
4968                 if (signal_pending(current))
4969                         return -EINTR;
4970
4971                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4972                                                 false);
4973                 if (!progress) {
4974                         nr_retries--;
4975                         /* maybe some writeback is necessary */
4976                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4977                 }
4978
4979         }
4980         lru_add_drain();
4981         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4982
4983         return 0;
4984 }
4985
4986 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4987                                         unsigned int event)
4988 {
4989         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4990         int ret;
4991
4992         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4993                 return -EINVAL;
4994         css_get(&memcg->css);
4995         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4996         css_put(&memcg->css);
4997
4998         return ret;
4999 }
5000
5001
5002 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5003                                      struct cftype *cft)
5004 {
5005         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5006 }
5007
5008 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5009                                       struct cftype *cft, u64 val)
5010 {
5011         int retval = 0;
5012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5013         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5014
5015         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5016
5017         if (memcg->use_hierarchy == val)
5018                 goto out;
5019
5020         /*
5021          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5022          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5023          * occur, provided the current cgroup has no children.
5024          *
5025          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5026          * set if there are no children.
5027          */
5028         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5029                                 (val == 1 || val == 0)) {
5030                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5031                         memcg->use_hierarchy = val;
5032                 else
5033                         retval = -EBUSY;
5034         } else
5035                 retval = -EINVAL;
5036
5037 out:
5038         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5039
5040         return retval;
5041 }
5042
5043
5044 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5045                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5046 {
5047         struct mem_cgroup *iter;
5048         long val = 0;
5049
5050         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5051         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5052                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5053
5054         if (val < 0) /* race ? */
5055                 val = 0;
5056         return val;
5057 }
5058
5059 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5060 {
5061         u64 val;
5062
5063         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5064                 if (!swap)
5065                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5066                 else
5067                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5068         }
5069
5070         /*
5071          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5072          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5073          */
5074         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5075         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5076
5077         if (swap)
5078                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5079
5080         return val << PAGE_SHIFT;
5081 }
5082
5083 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5084                                struct cftype *cft, struct file *file,
5085                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5086 {
5087         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5088         char str[64];
5089         u64 val;
5090         int name, len;
5091         enum res_type type;
5092
5093         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5094         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5095
5096         switch (type) {
5097         case _MEM:
5098                 if (name == RES_USAGE)
5099                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5100                 else
5101                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5102                 break;
5103         case _MEMSWAP:
5104                 if (name == RES_USAGE)
5105                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5106                 else
5107                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5108                 break;
5109         case _KMEM:
5110                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5111                 break;
5112         default:
5113                 BUG();
5114         }
5115
5116         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5117         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5118 }
5119
5120 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5121 {
5122         int ret = -EINVAL;
5123 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5125         /*
5126          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5127          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5128          * already joined.
5129          *
5130          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5131          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5132          * place, which makes the value quite meaningless.
5133          *
5134          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5135          * of course permitted.
5136          */
5137         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5138         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5139         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5140                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5141                         ret = -EBUSY;
5142                         goto out;
5143                 }
5144                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5145                 VM_BUG_ON(ret);
5146
5147                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5148                 if (ret) {
5149                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5150                         goto out;
5151                 }
5152                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5153                 /*
5154                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5155                  * starts accounting before all call sites are patched
5156                  */
5157                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5158         } else
5159                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5160 out:
5161         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5162         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5163 #endif
5164         return ret;
5165 }
5166
5167 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5168 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5169 {
5170         int ret = 0;
5171         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5172         if (!parent)
5173                 goto out;
5174
5175         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5176         /*
5177          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5178          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5179          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5180          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5181          * parents.
5182          *
5183          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5184          * that is accounted.
5185          */
5186         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5187                 goto out;
5188
5189         /*
5190          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5191          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5192          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5193          */
5194         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5195
5196         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5197         memcg_stop_kmem_account();
5198         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5199         memcg_resume_kmem_account();
5200         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5201 out:
5202         return ret;
5203 }
5204 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5205
5206 /*
5207  * The user of this function is...
5208  * RES_LIMIT.
5209  */
5210 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5211                             const char *buffer)
5212 {
5213         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5214         enum res_type type;
5215         int name;
5216         unsigned long long val;
5217         int ret;
5218
5219         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5220         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5221
5222         switch (name) {
5223         case RES_LIMIT:
5224                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5225                         ret = -EINVAL;
5226                         break;
5227                 }
5228                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5229                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5230                 if (ret)
5231                         break;
5232                 if (type == _MEM)
5233                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5234                 else if (type == _MEMSWAP)
5235                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5236                 else if (type == _KMEM)
5237                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5238                 else
5239                         return -EINVAL;
5240                 break;
5241         case RES_SOFT_LIMIT:
5242                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5243                 if (ret)
5244                         break;
5245                 /*
5246                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5247                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5248                  * control without swap
5249                  */
5250                 if (type == _MEM)
5251                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5252                 else
5253                         ret = -EINVAL;
5254                 break;
5255         default:
5256                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5257                 break;
5258         }
5259         return ret;
5260 }
5261
5262 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5263                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5264 {
5265         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5266
5267         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5268         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5269         if (!memcg->use_hierarchy)
5270                 goto out;
5271
5272         while (css_parent(&memcg->css)) {
5273                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5274                 if (!memcg->use_hierarchy)
5275                         break;
5276                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5277                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5278                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5279                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5280         }
5281 out:
5282         *mem_limit = min_limit;
5283         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5284 }
5285
5286 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5287 {
5288         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5289         int name;
5290         enum res_type type;
5291
5292         type = MEMFILE_TYPE(event);
5293         name = MEMFILE_ATTR(event);
5294
5295         switch (name) {
5296         case RES_MAX_USAGE:
5297                 if (type == _MEM)
5298                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5299                 else if (type == _MEMSWAP)
5300                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5301                 else if (type == _KMEM)
5302                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5303                 else
5304                         return -EINVAL;
5305                 break;
5306         case RES_FAILCNT:
5307                 if (type == _MEM)
5308                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5309                 else if (type == _MEMSWAP)
5310                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5311                 else if (type == _KMEM)
5312                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5313                 else
5314                         return -EINVAL;
5315                 break;
5316         }
5317
5318         return 0;
5319 }
5320
5321 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5322                                         struct cftype *cft)
5323 {
5324         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5325 }
5326
5327 #ifdef CONFIG_MMU
5328 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5329                                         struct cftype *cft, u64 val)
5330 {
5331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5332
5333         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5334                 return -EINVAL;
5335
5336         /*
5337          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5338          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5339          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5340          * affect task migrations starting after the change.
5341          */
5342         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5343         return 0;
5344 }
5345 #else
5346 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5347                                         struct cftype *cft, u64 val)
5348 {
5349         return -ENOSYS;
5350 }
5351 #endif
5352
5353 #ifdef CONFIG_NUMA
5354 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5355                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5356 {
5357         int nid;
5358         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5359         unsigned long node_nr;
5360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5361
5362         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5363         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5364         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5365                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5366                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5367         }
5368         seq_putc(m, '\n');
5369
5370         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5371         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5372         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5373                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5374                                 LRU_ALL_FILE);
5375                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5376         }
5377         seq_putc(m, '\n');
5378
5379         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5380         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5381         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5382                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5383                                 LRU_ALL_ANON);
5384                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5385         }
5386         seq_putc(m, '\n');
5387
5388         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5389         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5390         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5391                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5392                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5393                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5394         }
5395         seq_putc(m, '\n');
5396         return 0;
5397 }
5398 #endif /* CONFIG_NUMA */
5399
5400 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5401 {
5402         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5403 }
5404
5405 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5406                                  struct seq_file *m)
5407 {
5408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5409         struct mem_cgroup *mi;
5410         unsigned int i;
5411
5412         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5413                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5414                         continue;
5415                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5416                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5417         }
5418
5419         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5420                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5421                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5422
5423         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5424                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5425                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5426
5427         /* Hierarchical information */
5428         {
5429                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5430                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5431                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5432                 if (do_swap_account)
5433                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5434                                    memsw_limit);
5435         }
5436
5437         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5438                 long long val = 0;
5439
5440                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5441                         continue;
5442                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5443                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5444                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5445         }
5446
5447         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5448                 unsigned long long val = 0;
5449
5450                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5451                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5452                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5453                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5454         }
5455
5456         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5457                 unsigned long long val = 0;
5458
5459                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5460                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5461                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5462         }
5463
5464 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5465         {
5466                 int nid, zid;
5467                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5468                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5469                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5470                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5471
5472                 for_each_online_node(nid)
5473                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5474                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5475                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5476
5477                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5478                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5479                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5480                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5481                         }
5482                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5483                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5484                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5485                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5486         }
5487 #endif
5488
5489         return 0;
5490 }
5491
5492 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5493                                       struct cftype *cft)
5494 {
5495         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5496
5497         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5498 }
5499
5500 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5501                                        struct cftype *cft, u64 val)
5502 {
5503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5504         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5505
5506         if (val > 100 || !parent)
5507                 return -EINVAL;
5508
5509         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5510
5511         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5512         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5513                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5514                 return -EINVAL;
5515         }
5516
5517         memcg->swappiness = val;
5518
5519         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5520
5521         return 0;
5522 }
5523
5524 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5525 {
5526         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5527         u64 usage;
5528         int i;
5529
5530         rcu_read_lock();
5531         if (!swap)
5532                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5533         else
5534                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5535
5536         if (!t)
5537                 goto unlock;
5538
5539         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5540
5541         /*
5542          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5543          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5544          * call of __mem_cgroup_threshold().
5545          */
5546         i = t->current_threshold;
5547
5548         /*
5549          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5550          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5551          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5552          * only one element of the array here.
5553          */
5554         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5555                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5556
5557         /* i = current_threshold + 1 */
5558         i++;
5559
5560         /*
5561          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5562          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5563          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5564          * only one element of the array here.
5565          */
5566         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5567                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5568
5569         /* Update current_threshold */
5570         t->current_threshold = i - 1;
5571 unlock:
5572         rcu_read_unlock();
5573 }
5574
5575 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5576 {
5577         while (memcg) {
5578                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5579                 if (do_swap_account)
5580                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5581
5582                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5583         }
5584 }
5585
5586 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5587 {
5588         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5589         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5590
5591         return _a->threshold - _b->threshold;
5592 }
5593
5594 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5595 {
5596         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5597
5598         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5599                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5600         return 0;
5601 }
5602
5603 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5604 {
5605         struct mem_cgroup *iter;
5606
5607         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5608                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5609 }
5610
5611 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5612         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5613 {
5614         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5615         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5616         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5617         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5618         u64 threshold, usage;
5619         int i, size, ret;
5620
5621         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5622         if (ret)
5623                 return ret;
5624
5625         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5626
5627         if (type == _MEM)
5628                 thresholds = &memcg->thresholds;
5629         else if (type == _MEMSWAP)
5630                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5631         else
5632                 BUG();
5633
5634         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5635
5636         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5637         if (thresholds->primary)
5638                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5639
5640         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5641
5642         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5643         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5644                         GFP_KERNEL);
5645         if (!new) {
5646                 ret = -ENOMEM;
5647                 goto unlock;
5648         }
5649         new->size = size;
5650
5651         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5652         if (thresholds->primary) {
5653                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5654                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5655         }
5656
5657         /* Add new threshold */
5658         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5659         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5660
5661         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5662         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5663                         compare_thresholds, NULL);
5664
5665         /* Find current threshold */
5666         new->current_threshold = -1;
5667         for (i = 0; i < size; i++) {
5668                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5669                         /*
5670                          * new->current_threshold will not be used until
5671                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5672                          * it here.
5673                          */
5674                         ++new->current_threshold;
5675                 } else
5676                         break;
5677         }
5678
5679         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5680         kfree(thresholds->spare);
5681         thresholds->spare = thresholds->primary;
5682
5683         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5684
5685         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5686         synchronize_rcu();
5687
5688 unlock:
5689         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5690
5691         return ret;
5692 }
5693
5694 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5695         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5696 {
5697         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5698         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5699         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5700         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5701         u64 usage;
5702         int i, j, size;
5703
5704         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5705         if (type == _MEM)
5706                 thresholds = &memcg->thresholds;
5707         else if (type == _MEMSWAP)
5708                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5709         else
5710                 BUG();
5711
5712         if (!thresholds->primary)
5713                 goto unlock;
5714
5715         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5716
5717         /* Check if a threshold crossed before removing */
5718         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5719
5720         /* Calculate new number of threshold */
5721         size = 0;
5722         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5723                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5724                         size++;
5725         }
5726
5727         new = thresholds->spare;
5728
5729         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5730         if (!size) {
5731                 kfree(new);
5732                 new = NULL;
5733                 goto swap_buffers;
5734         }
5735
5736         new->size = size;
5737
5738         /* Copy thresholds and find current threshold */
5739         new->current_threshold = -1;
5740         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5741                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5742                         continue;
5743
5744                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5745                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5746                         /*
5747                          * new->current_threshold will not be used
5748                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5749                          * it here.
5750                          */
5751                         ++new->current_threshold;
5752                 }
5753                 j++;
5754         }
5755
5756 swap_buffers:
5757         /* Swap primary and spare array */
5758         thresholds->spare = thresholds->primary;
5759         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5760         if (!new) {
5761                 kfree(thresholds->spare);
5762                 thresholds->spare = NULL;
5763         }
5764
5765         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5766
5767         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5768         synchronize_rcu();
5769 unlock:
5770         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5771 }
5772
5773 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5774         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5775 {
5776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5777         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5778         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5779
5780         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5781         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5782         if (!event)
5783                 return -ENOMEM;
5784
5785         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5786
5787         event->eventfd = eventfd;
5788         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5789
5790         /* already in OOM ? */
5791         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5792                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5793         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5794
5795         return 0;
5796 }
5797
5798 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5799         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5800 {
5801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5802         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5803         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5804
5805         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5806
5807         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5808
5809         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5810                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5811                         list_del(&ev->list);
5812                         kfree(ev);
5813                 }
5814         }
5815
5816         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5817 }
5818
5819 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5820         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5821 {
5822         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5823
5824         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5825
5826         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5827                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5828         else
5829                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5830         return 0;
5831 }
5832
5833 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5834         struct cftype *cft, u64 val)
5835 {
5836         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5837         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5838
5839         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5840         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5841                 return -EINVAL;
5842
5843         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5844         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5845         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5846                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5847                 return -EINVAL;
5848         }
5849         memcg->oom_kill_disable = val;
5850         if (!val)
5851                 memcg_oom_recover(memcg);
5852         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5853         return 0;
5854 }
5855
5856 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5857 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5858 {
5859         int ret;
5860
5861         memcg->kmemcg_id = -1;
5862         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5863         if (ret)
5864                 return ret;
5865
5866         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5867 }
5868
5869 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5870 {
5871         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5872 }
5873
5874 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5875 {
5876         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5877                 return;
5878
5879         /*
5880          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5881          * pages, for instance, a page contain objects from various
5882          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5883          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5884          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5885          *
5886          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5887          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5888          * reference is taken here before the group is marked dead
5889          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5890          *
5891          * Although this might sound strange as this path is called from
5892          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5893          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5894          * we do not have other options because of the kmem allocations
5895          * lifetime.
5896          */
5897         css_get(&memcg->css);
5898
5899         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5900
5901         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5902                 return;
5903
5904         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5905                 css_put(&memcg->css);
5906 }
5907 #else
5908 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5909 {
5910         return 0;
5911 }
5912
5913 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5914 {
5915 }
5916
5917 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5918 {
5919 }
5920 #endif
5921
5922 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5923         {
5924                 .name = "usage_in_bytes",
5925                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5926                 .read = mem_cgroup_read,
5927                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5928                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5929         },
5930         {
5931                 .name = "max_usage_in_bytes",
5932                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5933                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5934                 .read = mem_cgroup_read,
5935         },
5936         {
5937                 .name = "limit_in_bytes",
5938                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5939                 .write_string = mem_cgroup_write,
5940                 .read = mem_cgroup_read,
5941         },
5942         {
5943                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5944                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5945                 .write_string = mem_cgroup_write,
5946                 .read = mem_cgroup_read,
5947         },
5948         {
5949                 .name = "failcnt",
5950                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5951                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5952                 .read = mem_cgroup_read,
5953         },
5954         {
5955                 .name = "stat",
5956                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5957         },
5958         {
5959                 .name = "force_empty",
5960                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5961         },
5962         {
5963                 .name = "use_hierarchy",
5964                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5965                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5966                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5967         },
5968         {
5969                 .name = "swappiness",
5970                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5971                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5972         },
5973         {
5974                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5975                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5976                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5977         },
5978         {
5979                 .name = "oom_control",
5980                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5981                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5982                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5983                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5985         },
5986         {
5987                 .name = "pressure_level",
5988                 .register_event = vmpressure_register_event,
5989                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5990         },
5991 #ifdef CONFIG_NUMA
5992         {
5993                 .name = "numa_stat",
5994                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5995         },
5996 #endif
5997 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5998         {
5999                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6000                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6001                 .write_string = mem_cgroup_write,
6002                 .read = mem_cgroup_read,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6006                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6007                 .read = mem_cgroup_read,
6008         },
6009         {
6010                 .name = "kmem.failcnt",
6011                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6012                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6013                 .read = mem_cgroup_read,
6014         },
6015         {
6016                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6017                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6018                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6019                 .read = mem_cgroup_read,
6020         },
6021 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6022         {
6023                 .name = "kmem.slabinfo",
6024                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6025         },
6026 #endif
6027 #endif
6028         { },    /* terminate */
6029 };
6030
6031 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6032 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6033         {
6034                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6035                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6036                 .read = mem_cgroup_read,
6037                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6038                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6039         },
6040         {
6041                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6042                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6043                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6044                 .read = mem_cgroup_read,
6045         },
6046         {
6047                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6048                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6049                 .write_string = mem_cgroup_write,
6050                 .read = mem_cgroup_read,
6051         },
6052         {
6053                 .name = "memsw.failcnt",
6054                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6055                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6056                 .read = mem_cgroup_read,
6057         },
6058         { },    /* terminate */
6059 };
6060 #endif
6061 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6062 {
6063         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6064         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6065         int zone, tmp = node;
6066         /*
6067          * This routine is called against possible nodes.
6068          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6069          *
6070          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6071          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6072          *       function.
6073          */
6074         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6075                 tmp = -1;
6076         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6077         if (!pn)
6078                 return 1;
6079
6080         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6081                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6082                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6083                 mz->usage_in_excess = 0;
6084                 mz->on_tree = false;
6085                 mz->memcg = memcg;
6086         }
6087         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6088         return 0;
6089 }
6090
6091 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6092 {
6093         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6094 }
6095
6096 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6097 {
6098         struct mem_cgroup *memcg;
6099         size_t size = memcg_size();
6100
6101         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6102         if (size < PAGE_SIZE)
6103                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6104         else
6105                 memcg = vzalloc(size);
6106
6107         if (!memcg)
6108                 return NULL;
6109
6110         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6111         if (!memcg->stat)
6112                 goto out_free;
6113         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6114         return memcg;
6115
6116 out_free:
6117         if (size < PAGE_SIZE)
6118                 kfree(memcg);
6119         else
6120                 vfree(memcg);
6121         return NULL;
6122 }
6123
6124 /*
6125  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6126  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6127  *
6128  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6129  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6130  * it goes down to 0.
6131  *
6132  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6133  */
6134
6135 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6136 {
6137         int node;
6138         size_t size = memcg_size();
6139
6140         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6141         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6142
6143         for_each_node(node)
6144                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6145
6146         free_percpu(memcg->stat);
6147
6148         /*
6149          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6150          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6151          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6152          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6153          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6154          *
6155          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6156          * to move this code around, and make sure it is outside
6157          * the cgroup_lock.
6158          */
6159         disarm_static_keys(memcg);
6160         if (size < PAGE_SIZE)
6161                 kfree(memcg);
6162         else
6163                 vfree(memcg);
6164 }
6165
6166 /*
6167  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6168  */
6169 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6170 {
6171         if (!memcg->res.parent)
6172                 return NULL;
6173         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6174 }
6175 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6176
6177 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6178 {
6179         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6180         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6181         int tmp, node, zone;
6182
6183         for_each_node(node) {
6184                 tmp = node;
6185                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6186                         tmp = -1;
6187                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6188                 BUG_ON(!rtpn);
6189
6190                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6191
6192                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6193                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6194                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6195                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6196                 }
6197         }
6198 }
6199
6200 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6201 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6202 {
6203         struct mem_cgroup *memcg;
6204         long error = -ENOMEM;
6205         int node;
6206
6207         memcg = mem_cgroup_alloc();
6208         if (!memcg)
6209                 return ERR_PTR(error);
6210
6211         for_each_node(node)
6212                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6213                         goto free_out;
6214
6215         /* root ? */
6216         if (parent_css == NULL) {
6217                 root_mem_cgroup = memcg;
6218                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6219                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6220                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6221         }
6222
6223         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6224         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6225         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6226         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6227         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6228         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6229
6230         return &memcg->css;
6231
6232 free_out:
6233         __mem_cgroup_free(memcg);
6234         return ERR_PTR(error);
6235 }
6236
6237 static int
6238 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6239 {
6240         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6241         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6242         int error = 0;
6243
6244         if (!parent)
6245                 return 0;
6246
6247         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6248
6249         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6250         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6251         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6252
6253         if (parent->use_hierarchy) {
6254                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6255                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6256                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6257
6258                 /*
6259                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6260                  * core guarantees its existence.
6261                  */
6262         } else {
6263                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6264                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6265                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6266                 /*
6267                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6268                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6269                  * unfortunate state in our controller.
6270                  */
6271                 if (parent != root_mem_cgroup)
6272                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6273         }
6274
6275         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6276         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6277         return error;
6278 }
6279
6280 /*
6281  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6282  */
6283 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6286
6287         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6288                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6289
6290         /*
6291          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6292          * explicitely.
6293          */
6294         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6295                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6296 }
6297
6298 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6299 {
6300         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6301
6302         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6303
6304         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6305         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6306         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6307         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6308 }
6309
6310 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6311 {
6312         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6313
6314         memcg_destroy_kmem(memcg);
6315         __mem_cgroup_free(memcg);
6316 }
6317
6318 #ifdef CONFIG_MMU
6319 /* Handlers for move charge at task migration. */
6320 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6321 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6322 {
6323         int ret = 0;
6324         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6325         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6326
6327         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6328                 mc.precharge += count;
6329                 /* we don't need css_get for root */
6330                 return ret;
6331         }
6332         /* try to charge at once */
6333         if (count > 1) {
6334                 struct res_counter *dummy;
6335                 /*
6336                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6337                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6338                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6339                  * css_get().
6340                  */
6341                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6342                         goto one_by_one;
6343                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6344                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6345                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6346                         goto one_by_one;
6347                 }
6348                 mc.precharge += count;
6349                 return ret;
6350         }
6351 one_by_one:
6352         /* fall back to one by one charge */
6353         while (count--) {
6354                 if (signal_pending(current)) {
6355                         ret = -EINTR;
6356                         break;
6357                 }
6358                 if (!batch_count--) {
6359                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6360                         cond_resched();
6361                 }
6362                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6363                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6364                 if (ret)
6365                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6366                         return ret;
6367                 mc.precharge++;
6368         }
6369         return ret;
6370 }
6371
6372 /**
6373  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6374  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6375  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6376  * @ptent: the pte to be checked
6377  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6378  *
6379  * Returns
6380  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6381  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6382  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6383  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6384  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6385  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6386  *     in target->ent.
6387  *
6388  * Called with pte lock held.
6389  */
6390 union mc_target {
6391         struct page     *page;
6392         swp_entry_t     ent;
6393 };
6394
6395 enum mc_target_type {
6396         MC_TARGET_NONE = 0,
6397         MC_TARGET_PAGE,
6398         MC_TARGET_SWAP,
6399 };
6400
6401 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6402                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6403 {
6404         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6405
6406         if (!page || !page_mapped(page))
6407                 return NULL;
6408         if (PageAnon(page)) {
6409                 /* we don't move shared anon */
6410                 if (!move_anon())
6411                         return NULL;
6412         } else if (!move_file())
6413                 /* we ignore mapcount for file pages */
6414                 return NULL;
6415         if (!get_page_unless_zero(page))
6416                 return NULL;
6417
6418         return page;
6419 }
6420
6421 #ifdef CONFIG_SWAP
6422 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6423                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6424 {
6425         struct page *page = NULL;
6426         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6427
6428         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6429                 return NULL;
6430         /*
6431          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6432          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6433          */
6434         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6435         if (do_swap_account)
6436                 entry->val = ent.val;
6437
6438         return page;
6439 }
6440 #else
6441 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6442                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6443 {
6444         return NULL;
6445 }
6446 #endif
6447
6448 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6449                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6450 {
6451         struct page *page = NULL;
6452         struct address_space *mapping;
6453         pgoff_t pgoff;
6454
6455         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6456                 return NULL;
6457         if (!move_file())
6458                 return NULL;
6459
6460         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6461         if (pte_none(ptent))
6462                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6463         else /* pte_file(ptent) is true */
6464                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6465
6466         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6467         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6468
6469 #ifdef CONFIG_SWAP
6470         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6471         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6472                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6473                 if (do_swap_account)
6474                         *entry = swap;
6475                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6476         }
6477 #endif
6478         return page;
6479 }
6480
6481 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6482                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6483 {
6484         struct page *page = NULL;
6485         struct page_cgroup *pc;
6486         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6487         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6488
6489         if (pte_present(ptent))
6490                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6491         else if (is_swap_pte(ptent))
6492                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6493         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6494                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6495
6496         if (!page && !ent.val)
6497                 return ret;
6498         if (page) {
6499                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6500                 /*
6501                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6502                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6503                  * the lock.
6504                  */
6505                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6506                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6507                         if (target)
6508                                 target->page = page;
6509                 }
6510                 if (!ret || !target)
6511                         put_page(page);
6512         }
6513         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6514         if (ent.val && !ret &&
6515                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6516                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6517                 if (target)
6518                         target->ent = ent;
6519         }
6520         return ret;
6521 }
6522
6523 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6524 /*
6525  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6526  * support them for now.
6527  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6528  */
6529 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6530                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6531 {
6532         struct page *page = NULL;
6533         struct page_cgroup *pc;
6534         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6535
6536         page = pmd_page(pmd);
6537         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6538         if (!move_anon())
6539                 return ret;
6540         pc = lookup_page_cgroup(page);
6541         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6542                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6543                 if (target) {
6544                         get_page(page);
6545                         target->page = page;
6546                 }
6547         }
6548         return ret;
6549 }
6550 #else
6551 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6552                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6553 {
6554         return MC_TARGET_NONE;
6555 }
6556 #endif
6557
6558 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6559                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6560                                         struct mm_walk *walk)
6561 {
6562         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6563         pte_t *pte;
6564         spinlock_t *ptl;
6565
6566         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6567                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6568                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6569                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6570                 return 0;
6571         }
6572
6573         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6574                 return 0;
6575         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6576         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6577                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6578                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6579         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6580         cond_resched();
6581
6582         return 0;
6583 }
6584
6585 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6586 {
6587         unsigned long precharge;
6588         struct vm_area_struct *vma;
6589
6590         down_read(&mm->mmap_sem);
6591         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6592                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6593                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6594                         .mm = mm,
6595                         .private = vma,
6596                 };
6597                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6598                         continue;
6599                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6600                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6601         }
6602         up_read(&mm->mmap_sem);
6603
6604         precharge = mc.precharge;
6605         mc.precharge = 0;
6606
6607         return precharge;
6608 }
6609
6610 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6611 {
6612         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6613
6614         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6615         mc.moving_task = current;
6616         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6617 }
6618
6619 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6620 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6621 {
6622         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6623         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6624         int i;
6625
6626         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6627         if (mc.precharge) {
6628                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6629                 mc.precharge = 0;
6630         }
6631         /*
6632          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6633          * we must uncharge here.
6634          */
6635         if (mc.moved_charge) {
6636                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6637                 mc.moved_charge = 0;
6638         }
6639         /* we must fixup refcnts and charges */
6640         if (mc.moved_swap) {
6641                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6642                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6643                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6644                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6645
6646                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6647                         css_put(&mc.from->css);
6648
6649                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6650                         /*
6651                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6652                          * uncharge to->res.
6653                          */
6654                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6655                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6656                 }
6657                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6658                 mc.moved_swap = 0;
6659         }
6660         memcg_oom_recover(from);
6661         memcg_oom_recover(to);
6662         wake_up_all(&mc.waitq);
6663 }
6664
6665 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6666 {
6667         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6668
6669         /*
6670          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6671          * task migration.
6672          */
6673         mc.moving_task = NULL;
6674         __mem_cgroup_clear_mc();
6675         spin_lock(&mc.lock);
6676         mc.from = NULL;
6677         mc.to = NULL;
6678         spin_unlock(&mc.lock);
6679         mem_cgroup_end_move(from);
6680 }
6681
6682 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6683                                  struct cgroup_taskset *tset)
6684 {
6685         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6686         int ret = 0;
6687         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6688         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6689
6690         /*
6691          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6692          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6693          * So we need to save it, and keep it going.
6694          */
6695         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6696         if (move_charge_at_immigrate) {
6697                 struct mm_struct *mm;
6698                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6699
6700                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6701
6702                 mm = get_task_mm(p);
6703                 if (!mm)
6704                         return 0;
6705                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6706                 if (mm->owner == p) {
6707                         VM_BUG_ON(mc.from);
6708                         VM_BUG_ON(mc.to);
6709                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6710                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6711                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6712                         mem_cgroup_start_move(from);
6713                         spin_lock(&mc.lock);
6714                         mc.from = from;
6715                         mc.to = memcg;
6716                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6717                         spin_unlock(&mc.lock);
6718                         /* We set mc.moving_task later */
6719
6720                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6721                         if (ret)
6722                                 mem_cgroup_clear_mc();
6723                 }
6724                 mmput(mm);
6725         }
6726         return ret;
6727 }
6728
6729 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6730                                      struct cgroup_taskset *tset)
6731 {
6732         mem_cgroup_clear_mc();
6733 }
6734
6735 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6736                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6737                                 struct mm_walk *walk)
6738 {
6739         int ret = 0;
6740         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6741         pte_t *pte;
6742         spinlock_t *ptl;
6743         enum mc_target_type target_type;
6744         union mc_target target;
6745         struct page *page;
6746         struct page_cgroup *pc;
6747
6748         /*
6749          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6750          * happens because:
6751          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6752          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6753          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6754          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6755          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6756          *    part of thp split is not executed yet.
6757          */
6758         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6759                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6760                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6761                         return 0;
6762                 }
6763                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6764                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6765                         page = target.page;
6766                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6767                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6768                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6769                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6770                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6771                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6772                                 }
6773                                 putback_lru_page(page);
6774                         }
6775                         put_page(page);
6776                 }
6777                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6778                 return 0;
6779         }
6780
6781         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6782                 return 0;
6783 retry:
6784         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6785         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6786                 pte_t ptent = *(pte++);
6787                 swp_entry_t ent;
6788
6789                 if (!mc.precharge)
6790                         break;
6791
6792                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6793                 case MC_TARGET_PAGE:
6794                         page = target.page;
6795                         if (isolate_lru_page(page))
6796                                 goto put;
6797                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6798                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6799                                                      mc.from, mc.to)) {
6800                                 mc.precharge--;
6801                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6802                                 mc.moved_charge++;
6803                         }
6804                         putback_lru_page(page);
6805 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6806                         put_page(page);
6807                         break;
6808                 case MC_TARGET_SWAP:
6809                         ent = target.ent;
6810                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6811                                 mc.precharge--;
6812                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6813                                 mc.moved_swap++;
6814                         }
6815                         break;
6816                 default:
6817                         break;
6818                 }
6819         }
6820         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6821         cond_resched();
6822
6823         if (addr != end) {
6824                 /*
6825                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6826                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6827                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6828                  * phase.
6829                  */
6830                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6831                 if (!ret)
6832                         goto retry;
6833         }
6834
6835         return ret;
6836 }
6837
6838 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6839 {
6840         struct vm_area_struct *vma;
6841
6842         lru_add_drain_all();
6843 retry:
6844         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6845                 /*
6846                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6847                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6848                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6849                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6850                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6851                  */
6852                 __mem_cgroup_clear_mc();
6853                 cond_resched();
6854                 goto retry;
6855         }
6856         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6857                 int ret;
6858                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6859                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6860                         .mm = mm,
6861                         .private = vma,
6862                 };
6863                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6864                         continue;
6865                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6866                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6867                 if (ret)
6868                         /*
6869                          * means we have consumed all precharges and failed in
6870                          * doing additional charge. Just abandon here.
6871                          */
6872                         break;
6873         }
6874         up_read(&mm->mmap_sem);
6875 }
6876
6877 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6878                                  struct cgroup_taskset *tset)
6879 {
6880         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6881         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6882
6883         if (mm) {
6884                 if (mc.to)
6885                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6886                 mmput(mm);
6887         }
6888         if (mc.to)
6889                 mem_cgroup_clear_mc();
6890 }
6891 #else   /* !CONFIG_MMU */
6892 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6893                                  struct cgroup_taskset *tset)
6894 {
6895         return 0;
6896 }
6897 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6898                                      struct cgroup_taskset *tset)
6899 {
6900 }
6901 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6902                                  struct cgroup_taskset *tset)
6903 {
6904 }
6905 #endif
6906
6907 /*
6908  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6909  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6910  */
6911 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6912 {
6913         /*
6914          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6915          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6916          * on for the root memcg is enough.
6917          */
6918         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6919                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6920 }
6921
6922 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6923         .name = "memory",
6924         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6925         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6926         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6927         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6928         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6929         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6930         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6931         .attach = mem_cgroup_move_task,
6932         .bind = mem_cgroup_bind,
6933         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6934         .early_init = 0,
6935         .use_id = 1,
6936 };
6937
6938 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6939 static int __init enable_swap_account(char *s)
6940 {
6941         if (!strcmp(s, "1"))
6942                 really_do_swap_account = 1;
6943         else if (!strcmp(s, "0"))
6944                 really_do_swap_account = 0;
6945         return 1;
6946 }
6947 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6948
6949 static void __init memsw_file_init(void)
6950 {
6951         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6952 }
6953
6954 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6955 {
6956         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6957                 do_swap_account = 1;
6958                 memsw_file_init();
6959         }
6960 }
6961
6962 #else
6963 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6964 {
6965 }
6966 #endif
6967
6968 /*
6969  * subsys_initcall() for memory controller.
6970  *
6971  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6972  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6973  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6974  * be initialized from here.
6975  */
6976 static int __init mem_cgroup_init(void)
6977 {
6978         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6979         enable_swap_cgroup();
6980         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6981         memcg_stock_init();
6982         return 0;
6983 }
6984 subsys_initcall(mem_cgroup_init);