408a5c75d77d3dc309b4dbf37589e8574b0e261a
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /*
156          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
157          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
158          */
159         struct mem_cgroup *last_visited;
160         unsigned long last_dead_count;
161
162         /* scan generation, increased every round-trip */
163         unsigned int generation;
164 };
165
166 /*
167  * per-zone information in memory controller.
168  */
169 struct mem_cgroup_per_zone {
170         struct lruvec           lruvec;
171         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
172
173         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
174
175         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
176         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
177                                                 /* the soft limit is exceeded*/
178         bool                    on_tree;
179         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
180                                                 /* use container_of        */
181 };
182
183 struct mem_cgroup_per_node {
184         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_lru_info {
188         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
189 };
190
191 /*
192  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
193  * their hierarchy representation
194  */
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
197         struct rb_root rb_root;
198         spinlock_t lock;
199 };
200
201 struct mem_cgroup_tree_per_node {
202         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
203 };
204
205 struct mem_cgroup_tree {
206         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
207 };
208
209 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
210
211 struct mem_cgroup_threshold {
212         struct eventfd_ctx *eventfd;
213         u64 threshold;
214 };
215
216 /* For threshold */
217 struct mem_cgroup_threshold_ary {
218         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
219         int current_threshold;
220         /* Size of entries[] */
221         unsigned int size;
222         /* Array of thresholds */
223         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
224 };
225
226 struct mem_cgroup_thresholds {
227         /* Primary thresholds array */
228         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
229         /*
230          * Spare threshold array.
231          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
232          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
233          */
234         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
235 };
236
237 /* for OOM */
238 struct mem_cgroup_eventfd_list {
239         struct list_head list;
240         struct eventfd_ctx *eventfd;
241 };
242
243 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
244 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
245
246 /*
247  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
248  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
249  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
250  * to help the administrator determine what knobs to tune.
251  *
252  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
253  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
254  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
255  * a feature that will be implemented much later in the future.
256  */
257 struct mem_cgroup {
258         struct cgroup_subsys_state css;
259         /*
260          * the counter to account for memory usage
261          */
262         struct res_counter res;
263
264         union {
265                 /*
266                  * the counter to account for mem+swap usage.
267                  */
268                 struct res_counter memsw;
269
270                 /*
271                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
272                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
273                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
274                  * in a union with the res field, but res plays a much
275                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
276                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
277                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
278                  */
279                 struct rcu_head rcu_freeing;
280                 /*
281                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
282                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
283                  */
284                 struct work_struct work_freeing;
285         };
286
287         /*
288          * the counter to account for kernel memory usage.
289          */
290         struct res_counter kmem;
291         /*
292          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
293          */
294         bool use_hierarchy;
295         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
296
297         bool            oom_lock;
298         atomic_t        under_oom;
299
300         atomic_t        refcnt;
301
302         int     swappiness;
303         /* OOM-Killer disable */
304         int             oom_kill_disable;
305
306         /* set when res.limit == memsw.limit */
307         bool            memsw_is_minimum;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343         atomic_t        dead_count;
344 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
345         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
346 #endif
347 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
348         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
351         struct mutex slab_caches_mutex;
352         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
353         int kmemcg_id;
354 #endif
355
356         int last_scanned_node;
357 #if MAX_NUMNODES > 1
358         nodemask_t      scan_nodes;
359         atomic_t        numainfo_events;
360         atomic_t        numainfo_updating;
361 #endif
362         /*
363          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
364          * per zone LRU lists.
365          *
366          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
367          * add new fields after this point.
368          */
369         struct mem_cgroup_lru_info info;
370 };
371
372 static size_t memcg_size(void)
373 {
374         return sizeof(struct mem_cgroup) +
375                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
376 }
377
378 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
379 enum {
380         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
381         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
382         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
383 };
384
385 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
386 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
387                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
388
389 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
390 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
391 {
392         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
393 }
394
395 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
403 }
404
405 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
406 {
407         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
413                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415
416 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
417 {
418         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
419                                   &memcg->kmem_account_flags);
420 }
421 #endif
422
423 /* Stuffs for move charges at task migration. */
424 /*
425  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
426  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
427  */
428 enum move_type {
429         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
430         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
431         NR_MOVE_TYPE,
432 };
433
434 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
435 static struct move_charge_struct {
436         spinlock_t        lock; /* for from, to */
437         struct mem_cgroup *from;
438         struct mem_cgroup *to;
439         unsigned long immigrate_flags;
440         unsigned long precharge;
441         unsigned long moved_charge;
442         unsigned long moved_swap;
443         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
444         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
445 } mc = {
446         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
447         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
448 };
449
450 static bool move_anon(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 static bool move_file(void)
456 {
457         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
458 }
459
460 /*
461  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
462  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
463  */
464 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
465 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
466
467 enum charge_type {
468         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
469         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
470         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
471         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
472         NR_CHARGE_TYPE,
473 };
474
475 /* for encoding cft->private value on file */
476 enum res_type {
477         _MEM,
478         _MEMSWAP,
479         _OOM_TYPE,
480         _KMEM,
481 };
482
483 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
484 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
485 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
486 /* Used for OOM nofiier */
487 #define OOM_CONTROL             (0)
488
489 /*
490  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
491  */
492 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
493 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
494 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
495 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
496
497 /*
498  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
499  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
500  * appearing has to hold it as well.
501  */
502 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
503
504 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
505 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
506
507 static inline
508 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
509 {
510         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
511 }
512
513 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
514 {
515         return (memcg == root_mem_cgroup);
516 }
517
518 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
519 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
520
521 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
522 {
523         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
524                 struct mem_cgroup *memcg;
525                 struct cg_proto *cg_proto;
526
527                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
528
529                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
530                  * filled. It won't however, necessarily happen from
531                  * process context. So the test for root memcg given
532                  * the current task's memcg won't help us in this case.
533                  *
534                  * Respecting the original socket's memcg is a better
535                  * decision in this case.
536                  */
537                 if (sk->sk_cgrp) {
538                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
539                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
540                         return;
541                 }
542
543                 rcu_read_lock();
544                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
545                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
546                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
547                         mem_cgroup_get(memcg);
548                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
549                 }
550                 rcu_read_unlock();
551         }
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
554
555 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
556 {
557         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
558                 struct mem_cgroup *memcg;
559                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
560                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
561                 mem_cgroup_put(memcg);
562         }
563 }
564
565 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
566 {
567         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
568                 return NULL;
569
570         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
573
574 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
575 {
576         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
577                 return;
578         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
579 }
580 #else
581 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
582 {
583 }
584 #endif
585
586 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
587 /*
588  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
589  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
590  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
591  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
592  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
593  *     200 entry array for that.
594  *
595  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
596  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
597  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
598  *     core for this
599  *
600  * The current size of the caches array is stored in
601  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
602  * increase it.
603  */
604 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
605 int memcg_limited_groups_array_size;
606
607 /*
608  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
609  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
610  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
611  * tunable, but that is strictly not necessary.
612  *
613  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
614  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
615  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
616  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
617  * increase ours as well if it increases.
618  */
619 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
620 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
621
622 /*
623  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
624  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
625  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
626  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
627  */
628 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
629 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
630
631 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
634                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
635                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
636         }
637         /*
638          * This check can't live in kmem destruction function,
639          * since the charges will outlive the cgroup
640          */
641         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
642 }
643 #else
644 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
645 {
646 }
647 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
648
649 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         disarm_sock_keys(memcg);
652         disarm_kmem_keys(memcg);
653 }
654
655 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
659 {
660         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
661         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
662 }
663
664 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
665 {
666         return &memcg->css;
667 }
668
669 static struct mem_cgroup_per_zone *
670 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
671 {
672         int nid = page_to_nid(page);
673         int zid = page_zonenum(page);
674
675         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
676 }
677
678 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
679 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
680 {
681         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
682 }
683
684 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
685 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
686 {
687         int nid = page_to_nid(page);
688         int zid = page_zonenum(page);
689
690         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
691 }
692
693 static void
694 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
695                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
696                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
697                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
698 {
699         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
700         struct rb_node *parent = NULL;
701         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
702
703         if (mz->on_tree)
704                 return;
705
706         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
707         if (!mz->usage_in_excess)
708                 return;
709         while (*p) {
710                 parent = *p;
711                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
712                                         tree_node);
713                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
714                         p = &(*p)->rb_left;
715                 /*
716                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
717                  * limit by the same amount
718                  */
719                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
720                         p = &(*p)->rb_right;
721         }
722         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
723         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
724         mz->on_tree = true;
725 }
726
727 static void
728 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
729                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
730                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
731 {
732         if (!mz->on_tree)
733                 return;
734         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
735         mz->on_tree = false;
736 }
737
738 static void
739 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
740                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
741                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
742 {
743         spin_lock(&mctz->lock);
744         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
745         spin_unlock(&mctz->lock);
746 }
747
748
749 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
750 {
751         unsigned long long excess;
752         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
753         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
754         int nid = page_to_nid(page);
755         int zid = page_zonenum(page);
756         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
757
758         /*
759          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
760          * because their event counter is not touched.
761          */
762         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
763                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
764                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
765                 /*
766                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
767                  * mem is over its softlimit.
768                  */
769                 if (excess || mz->on_tree) {
770                         spin_lock(&mctz->lock);
771                         /* if on-tree, remove it */
772                         if (mz->on_tree)
773                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
774                         /*
775                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
776                          * If excess is 0, no tree ops.
777                          */
778                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
779                         spin_unlock(&mctz->lock);
780                 }
781         }
782 }
783
784 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
785 {
786         int node, zone;
787         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
788         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
789
790         for_each_node(node) {
791                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
792                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
793                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
794                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
795                 }
796         }
797 }
798
799 static struct mem_cgroup_per_zone *
800 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
801 {
802         struct rb_node *rightmost = NULL;
803         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
804
805 retry:
806         mz = NULL;
807         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
808         if (!rightmost)
809                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
810
811         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
812         /*
813          * Remove the node now but someone else can add it back,
814          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
815          * position in the tree.
816          */
817         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
818         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
819                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
820                 goto retry;
821 done:
822         return mz;
823 }
824
825 static struct mem_cgroup_per_zone *
826 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
827 {
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830         spin_lock(&mctz->lock);
831         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
832         spin_unlock(&mctz->lock);
833         return mz;
834 }
835
836 /*
837  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
838  *
839  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
840  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
841  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
842  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
843  *
844  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
845  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
846  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
847  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
848  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
849  *
850  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
851  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
852  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
853  * implemented.
854  */
855 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
856                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
857 {
858         long val = 0;
859         int cpu;
860
861         get_online_cpus();
862         for_each_online_cpu(cpu)
863                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
864 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
865         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
866         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
867         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
868 #endif
869         put_online_cpus();
870         return val;
871 }
872
873 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
874                                          bool charge)
875 {
876         int val = (charge) ? 1 : -1;
877         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
878 }
879
880 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
881                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
882 {
883         unsigned long val = 0;
884         int cpu;
885
886         for_each_online_cpu(cpu)
887                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
888 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
889         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
890         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
891         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
892 #endif
893         return val;
894 }
895
896 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
897                                          bool anon, int nr_pages)
898 {
899         preempt_disable();
900
901         /*
902          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
903          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
904          */
905         if (anon)
906                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
907                                 nr_pages);
908         else
909                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
910                                 nr_pages);
911
912         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
913         if (nr_pages > 0)
914                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
915         else {
916                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
917                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
918         }
919
920         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
921
922         preempt_enable();
923 }
924
925 unsigned long
926 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
927 {
928         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929
930         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
931         return mz->lru_size[lru];
932 }
933
934 static unsigned long
935 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
936                         unsigned int lru_mask)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939         enum lru_list lru;
940         unsigned long ret = 0;
941
942         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
943
944         for_each_lru(lru) {
945                 if (BIT(lru) & lru_mask)
946                         ret += mz->lru_size[lru];
947         }
948         return ret;
949 }
950
951 static unsigned long
952 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
953                         int nid, unsigned int lru_mask)
954 {
955         u64 total = 0;
956         int zid;
957
958         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
959                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
960                                                 nid, zid, lru_mask);
961
962         return total;
963 }
964
965 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
966                         unsigned int lru_mask)
967 {
968         int nid;
969         u64 total = 0;
970
971         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
972                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
973         return total;
974 }
975
976 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
977                                        enum mem_cgroup_events_target target)
978 {
979         unsigned long val, next;
980
981         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
982         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
983         /* from time_after() in jiffies.h */
984         if ((long)next - (long)val < 0) {
985                 switch (target) {
986                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
987                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
988                         break;
989                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
990                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
991                         break;
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
993                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 default:
996                         break;
997                 }
998                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
999                 return true;
1000         }
1001         return false;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Check events in order.
1006  *
1007  */
1008 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1009 {
1010         preempt_disable();
1011         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1012         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1013                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1014                 bool do_softlimit;
1015                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1016
1017                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1018                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1019 #if MAX_NUMNODES > 1
1020                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1021                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1022 #endif
1023                 preempt_enable();
1024
1025                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1026                 if (unlikely(do_softlimit))
1027                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 if (unlikely(do_numainfo))
1030                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1031 #endif
1032         } else
1033                 preempt_enable();
1034 }
1035
1036 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1037 {
1038         return mem_cgroup_from_css(
1039                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1053 }
1054
1055 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         if (!mm)
1060                 return NULL;
1061         /*
1062          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1063          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1064          * pessimistic (rather than adding locks here).
1065          */
1066         rcu_read_lock();
1067         do {
1068                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1069                 if (unlikely(!memcg))
1070                         break;
1071         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1072         rcu_read_unlock();
1073         return memcg;
1074 }
1075
1076 /**
1077  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1078  * @root: hierarchy root
1079  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1080  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1081  *
1082  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1083  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1084  *
1085  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1086  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1087  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1088  *
1089  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1090  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1091  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1092  */
1093 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1094                                    struct mem_cgroup *prev,
1095                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1096 {
1097         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1098         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1099         unsigned long uninitialized_var(dead_count);
1100
1101         if (mem_cgroup_disabled())
1102                 return NULL;
1103
1104         if (!root)
1105                 root = root_mem_cgroup;
1106
1107         if (prev && !reclaim)
1108                 last_visited = prev;
1109
1110         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1111                 if (prev)
1112                         goto out_css_put;
1113                 return root;
1114         }
1115
1116         rcu_read_lock();
1117         while (!memcg) {
1118                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1119                 struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1120
1121                 if (reclaim) {
1122                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1123                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1124                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1125
1126                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1127                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1128                         last_visited = iter->last_visited;
1129                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1130                                 iter->last_visited = NULL;
1131                                 goto out_unlock;
1132                         }
1133
1134                         /*
1135                          * If the dead_count mismatches, a destruction
1136                          * has happened or is happening concurrently.
1137                          * If the dead_count matches, a destruction
1138                          * might still happen concurrently, but since
1139                          * we checked under RCU, that destruction
1140                          * won't free the object until we release the
1141                          * RCU reader lock.  Thus, the dead_count
1142                          * check verifies the pointer is still valid,
1143                          * css_tryget() verifies the cgroup pointed to
1144                          * is alive.
1145                          */
1146                         dead_count = atomic_read(&root->dead_count);
1147                         smp_rmb();
1148                         last_visited = iter->last_visited;
1149                         if (last_visited) {
1150                                 if ((dead_count != iter->last_dead_count) ||
1151                                         !css_tryget(&last_visited->css)) {
1152                                         last_visited = NULL;
1153                                 }
1154                         }
1155                 }
1156
1157                 /*
1158                  * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1159                  * explicit visit.
1160                  */
1161                 if (!last_visited) {
1162                         css = &root->css;
1163                 } else {
1164                         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1165
1166                         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1167                                 : last_visited->css.cgroup;
1168                         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(prev_cgroup,
1169                                         root->css.cgroup);
1170                         if (next_cgroup)
1171                                 css = cgroup_subsys_state(next_cgroup,
1172                                                 mem_cgroup_subsys_id);
1173                 }
1174
1175                 /*
1176                  * Even if we found a group we have to make sure it is alive.
1177                  * css && !memcg means that the groups should be skipped and
1178                  * we should continue the tree walk.
1179                  * last_visited css is safe to use because it is protected by
1180                  * css_get and the tree walk is rcu safe.
1181                  */
1182                 if (css == &root->css || (css && css_tryget(css)))
1183                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1184
1185                 if (reclaim) {
1186                         struct mem_cgroup *curr = memcg;
1187
1188                         if (last_visited)
1189                                 css_put(&last_visited->css);
1190
1191                         if (css && !memcg)
1192                                 curr = mem_cgroup_from_css(css);
1193
1194                         iter->last_visited = curr;
1195                         smp_wmb();
1196                         iter->last_dead_count = dead_count;
1197
1198                         if (!css)
1199                                 iter->generation++;
1200                         else if (!prev && memcg)
1201                                 reclaim->generation = iter->generation;
1202                 } else if (css && !memcg) {
1203                         last_visited = mem_cgroup_from_css(css);
1204                 }
1205
1206                 if (prev && !css)
1207                         goto out_unlock;
1208         }
1209 out_unlock:
1210         rcu_read_unlock();
1211 out_css_put:
1212         if (prev && prev != root)
1213                 css_put(&prev->css);
1214
1215         return memcg;
1216 }
1217
1218 /**
1219  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1220  * @root: hierarchy root
1221  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1222  */
1223 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1224                            struct mem_cgroup *prev)
1225 {
1226         if (!root)
1227                 root = root_mem_cgroup;
1228         if (prev && prev != root)
1229                 css_put(&prev->css);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1234  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1235  * be used for reference counting.
1236  */
1237 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1238         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1239              iter != NULL;                              \
1240              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1241
1242 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1243         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1244              iter != NULL;                              \
1245              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1246
1247 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1248 {
1249         struct mem_cgroup *memcg;
1250
1251         rcu_read_lock();
1252         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1253         if (unlikely(!memcg))
1254                 goto out;
1255
1256         switch (idx) {
1257         case PGFAULT:
1258                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1259                 break;
1260         case PGMAJFAULT:
1261                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1262                 break;
1263         default:
1264                 BUG();
1265         }
1266 out:
1267         rcu_read_unlock();
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1270
1271 /**
1272  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1273  * @zone: zone of the wanted lruvec
1274  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1275  *
1276  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1277  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1278  * is disabled.
1279  */
1280 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1281                                       struct mem_cgroup *memcg)
1282 {
1283         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1284         struct lruvec *lruvec;
1285
1286         if (mem_cgroup_disabled()) {
1287                 lruvec = &zone->lruvec;
1288                 goto out;
1289         }
1290
1291         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1292         lruvec = &mz->lruvec;
1293 out:
1294         /*
1295          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1296          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1297          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1298          */
1299         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1300                 lruvec->zone = zone;
1301         return lruvec;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1306  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1307  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1308  *
1309  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1310  * 1. charge
1311  * 2. moving account
1312  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1313  * It is added to LRU before charge.
1314  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1315  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1316  */
1317
1318 /**
1319  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1320  * @page: the page
1321  * @zone: zone of the page
1322  */
1323 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1324 {
1325         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1326         struct mem_cgroup *memcg;
1327         struct page_cgroup *pc;
1328         struct lruvec *lruvec;
1329
1330         if (mem_cgroup_disabled()) {
1331                 lruvec = &zone->lruvec;
1332                 goto out;
1333         }
1334
1335         pc = lookup_page_cgroup(page);
1336         memcg = pc->mem_cgroup;
1337
1338         /*
1339          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1340          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1341          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1342          *
1343          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1344          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1345          * of pc->mem_cgroup safe.
1346          */
1347         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1348                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1349
1350         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1351         lruvec = &mz->lruvec;
1352 out:
1353         /*
1354          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1355          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1356          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1357          */
1358         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1359                 lruvec->zone = zone;
1360         return lruvec;
1361 }
1362
1363 /**
1364  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1365  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1366  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1367  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1368  *
1369  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1370  * lru list.
1371  */
1372 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1373                                 int nr_pages)
1374 {
1375         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1376         unsigned long *lru_size;
1377
1378         if (mem_cgroup_disabled())
1379                 return;
1380
1381         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1382         lru_size = mz->lru_size + lru;
1383         *lru_size += nr_pages;
1384         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1389  * hierarchy subtree
1390  */
1391 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1392                                   struct mem_cgroup *memcg)
1393 {
1394         if (root_memcg == memcg)
1395                 return true;
1396         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1397                 return false;
1398         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1399 }
1400
1401 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1402                                        struct mem_cgroup *memcg)
1403 {
1404         bool ret;
1405
1406         rcu_read_lock();
1407         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1408         rcu_read_unlock();
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1413 {
1414         int ret;
1415         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1416         struct task_struct *p;
1417
1418         p = find_lock_task_mm(task);
1419         if (p) {
1420                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1421                 task_unlock(p);
1422         } else {
1423                 /*
1424                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1425                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1426                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1427                  */
1428                 task_lock(task);
1429                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1430                 if (curr)
1431                         css_get(&curr->css);
1432                 task_unlock(task);
1433         }
1434         if (!curr)
1435                 return 0;
1436         /*
1437          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1438          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1439          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1440          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1441          */
1442         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1443         css_put(&curr->css);
1444         return ret;
1445 }
1446
1447 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1448 {
1449         unsigned long inactive_ratio;
1450         unsigned long inactive;
1451         unsigned long active;
1452         unsigned long gb;
1453
1454         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1455         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1456
1457         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1458         if (gb)
1459                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1460         else
1461                 inactive_ratio = 1;
1462
1463         return inactive * inactive_ratio < active;
1464 }
1465
1466 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1467         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1468
1469 /**
1470  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1471  * @memcg: the memory cgroup
1472  *
1473  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1474  * pages.
1475  */
1476 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         unsigned long long margin;
1479
1480         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1481         if (do_swap_account)
1482                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1483         return margin >> PAGE_SHIFT;
1484 }
1485
1486 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1487 {
1488         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1489
1490         /* root ? */
1491         if (cgrp->parent == NULL)
1492                 return vm_swappiness;
1493
1494         return memcg->swappiness;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1499  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1500  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1501  * rcu_read_lock(), like this:
1502  *
1503  *         CPU-A                                    CPU-B
1504  *                                              rcu_read_lock()
1505  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1506  *                                                   take heavy locks.
1507  *         synchronize_rcu()                    update something.
1508  *                                              rcu_read_unlock()
1509  *         start move here.
1510  */
1511
1512 /* for quick checking without looking up memcg */
1513 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1514
1515 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         atomic_inc(&memcg_moving);
1518         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1519         synchronize_rcu();
1520 }
1521
1522 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1523 {
1524         /*
1525          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1526          * We check NULL in callee rather than caller.
1527          */
1528         if (memcg) {
1529                 atomic_dec(&memcg_moving);
1530                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1531         }
1532 }
1533
1534 /*
1535  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1536  *
1537  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1538  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1539  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1540  *
1541  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1542  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1543  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1544  */
1545
1546 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1549         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1550 }
1551
1552 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         struct mem_cgroup *from;
1555         struct mem_cgroup *to;
1556         bool ret = false;
1557         /*
1558          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1559          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1560          */
1561         spin_lock(&mc.lock);
1562         from = mc.from;
1563         to = mc.to;
1564         if (!from)
1565                 goto unlock;
1566
1567         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1568                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1569 unlock:
1570         spin_unlock(&mc.lock);
1571         return ret;
1572 }
1573
1574 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1577                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1578                         DEFINE_WAIT(wait);
1579                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1580                         /* moving charge context might have finished. */
1581                         if (mc.moving_task)
1582                                 schedule();
1583                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1584                         return true;
1585                 }
1586         }
1587         return false;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Take this lock when
1592  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1593  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1594  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1595  */
1596 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1597                                   unsigned long *flags)
1598 {
1599         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1600 }
1601
1602 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1603                                 unsigned long *flags)
1604 {
1605         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1606 }
1607
1608 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1609 /**
1610  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1611  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1612  * @p: Task that is going to be killed
1613  *
1614  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1615  * enabled
1616  */
1617 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1618 {
1619         struct cgroup *task_cgrp;
1620         struct cgroup *mem_cgrp;
1621         /*
1622          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1623          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1624          * If this assumption is broken, revisit this code.
1625          */
1626         static char memcg_name[PATH_MAX];
1627         int ret;
1628         struct mem_cgroup *iter;
1629         unsigned int i;
1630
1631         if (!p)
1632                 return;
1633
1634         rcu_read_lock();
1635
1636         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1637         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1638
1639         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1640         if (ret < 0) {
1641                 /*
1642                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1643                  * But we'll still print out the usage information
1644                  */
1645                 rcu_read_unlock();
1646                 goto done;
1647         }
1648         rcu_read_unlock();
1649
1650         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1651
1652         rcu_read_lock();
1653         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1654         if (ret < 0) {
1655                 rcu_read_unlock();
1656                 goto done;
1657         }
1658         rcu_read_unlock();
1659
1660         /*
1661          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1662          */
1663         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1664 done:
1665
1666         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1667                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1668                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1669                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1670         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1671                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1672                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1673                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1674         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1675                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1677                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1678
1679         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1680                 pr_info("Memory cgroup stats");
1681
1682                 rcu_read_lock();
1683                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1684                 if (!ret)
1685                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1686                 rcu_read_unlock();
1687                 pr_cont(":");
1688
1689                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1690                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1691                                 continue;
1692                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1693                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1694                 }
1695
1696                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1697                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1698                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1699
1700                 pr_cont("\n");
1701         }
1702 }
1703
1704 /*
1705  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1706  * 1(self count) if no children.
1707  */
1708 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1709 {
1710         int num = 0;
1711         struct mem_cgroup *iter;
1712
1713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1714                 num++;
1715         return num;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1720  */
1721 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1722 {
1723         u64 limit;
1724
1725         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1726
1727         /*
1728          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1729          */
1730         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1731                 u64 memsw;
1732
1733                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1734                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1735
1736                 /*
1737                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1738                  * available to this memcg, return that limit.
1739                  */
1740                 limit = min(limit, memsw);
1741         }
1742
1743         return limit;
1744 }
1745
1746 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1747                                      int order)
1748 {
1749         struct mem_cgroup *iter;
1750         unsigned long chosen_points = 0;
1751         unsigned long totalpages;
1752         unsigned int points = 0;
1753         struct task_struct *chosen = NULL;
1754
1755         /*
1756          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1757          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1758          * its memory.
1759          */
1760         if (fatal_signal_pending(current)) {
1761                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1762                 return;
1763         }
1764
1765         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1766         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1767         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1768                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1769                 struct cgroup_iter it;
1770                 struct task_struct *task;
1771
1772                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1773                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1774                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1775                                                         false)) {
1776                         case OOM_SCAN_SELECT:
1777                                 if (chosen)
1778                                         put_task_struct(chosen);
1779                                 chosen = task;
1780                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1781                                 get_task_struct(chosen);
1782                                 /* fall through */
1783                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1784                                 continue;
1785                         case OOM_SCAN_ABORT:
1786                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1787                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1788                                 if (chosen)
1789                                         put_task_struct(chosen);
1790                                 return;
1791                         case OOM_SCAN_OK:
1792                                 break;
1793                         };
1794                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1795                         if (points > chosen_points) {
1796                                 if (chosen)
1797                                         put_task_struct(chosen);
1798                                 chosen = task;
1799                                 chosen_points = points;
1800                                 get_task_struct(chosen);
1801                         }
1802                 }
1803                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1804         }
1805
1806         if (!chosen)
1807                 return;
1808         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1809         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1810                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1811 }
1812
1813 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1814                                         gfp_t gfp_mask,
1815                                         unsigned long flags)
1816 {
1817         unsigned long total = 0;
1818         bool noswap = false;
1819         int loop;
1820
1821         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1822                 noswap = true;
1823         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1824                 noswap = true;
1825
1826         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1827                 if (loop)
1828                         drain_all_stock_async(memcg);
1829                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1830                 /*
1831                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1832                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1833                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1834                  */
1835                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1836                         break;
1837                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1838                         break;
1839                 /*
1840                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1841                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1842                  */
1843                 if (loop && !total)
1844                         break;
1845         }
1846         return total;
1847 }
1848
1849 /**
1850  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1851  * @memcg: the target memcg
1852  * @nid: the node ID to be checked.
1853  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1854  *
1855  * This function returns whether the specified memcg contains any
1856  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1857  * pages in the node.
1858  */
1859 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1860                 int nid, bool noswap)
1861 {
1862         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1863                 return true;
1864         if (noswap || !total_swap_pages)
1865                 return false;
1866         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1867                 return true;
1868         return false;
1869
1870 }
1871 #if MAX_NUMNODES > 1
1872
1873 /*
1874  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1875  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1876  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1877  *
1878  */
1879 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1880 {
1881         int nid;
1882         /*
1883          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1884          * pagein/pageout changes since the last update.
1885          */
1886         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1887                 return;
1888         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1889                 return;
1890
1891         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1892         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1893
1894         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1895
1896                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1897                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1898         }
1899
1900         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1901         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1906  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1907  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1908  *
1909  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1910  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1911  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1912  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1913  *
1914  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1915  */
1916 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1917 {
1918         int node;
1919
1920         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1921         node = memcg->last_scanned_node;
1922
1923         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1924         if (node == MAX_NUMNODES)
1925                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1926         /*
1927          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1928          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1929          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1930          * we use curret node.
1931          */
1932         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1933                 node = numa_node_id();
1934
1935         memcg->last_scanned_node = node;
1936         return node;
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1941  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1942  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1943  * enough new information. We need to do double check.
1944  */
1945 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1946 {
1947         int nid;
1948
1949         /*
1950          * quick check...making use of scan_node.
1951          * We can skip unused nodes.
1952          */
1953         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1954                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1955                      nid < MAX_NUMNODES;
1956                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1957
1958                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1959                                 return true;
1960                 }
1961         }
1962         /*
1963          * Check rest of nodes.
1964          */
1965         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1966                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1967                         continue;
1968                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1969                         return true;
1970         }
1971         return false;
1972 }
1973
1974 #else
1975 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1976 {
1977         return 0;
1978 }
1979
1980 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1981 {
1982         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1983 }
1984 #endif
1985
1986 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1987                                    struct zone *zone,
1988                                    gfp_t gfp_mask,
1989                                    unsigned long *total_scanned)
1990 {
1991         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1992         int total = 0;
1993         int loop = 0;
1994         unsigned long excess;
1995         unsigned long nr_scanned;
1996         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1997                 .zone = zone,
1998                 .priority = 0,
1999         };
2000
2001         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2002
2003         while (1) {
2004                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2005                 if (!victim) {
2006                         loop++;
2007                         if (loop >= 2) {
2008                                 /*
2009                                  * If we have not been able to reclaim
2010                                  * anything, it might because there are
2011                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2012                                  */
2013                                 if (!total)
2014                                         break;
2015                                 /*
2016                                  * We want to do more targeted reclaim.
2017                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2018                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2019                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2020                                  */
2021                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2022                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2023                                         break;
2024                         }
2025                         continue;
2026                 }
2027                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2028                         continue;
2029                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2030                                                      zone, &nr_scanned);
2031                 *total_scanned += nr_scanned;
2032                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2033                         break;
2034         }
2035         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2036         return total;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2041  * If someone is running, return false.
2042  * Has to be called with memcg_oom_lock
2043  */
2044 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2045 {
2046         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2047
2048         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2049                 if (iter->oom_lock) {
2050                         /*
2051                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2052                          * so we cannot give a lock.
2053                          */
2054                         failed = iter;
2055                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2056                         break;
2057                 } else
2058                         iter->oom_lock = true;
2059         }
2060
2061         if (!failed)
2062                 return true;
2063
2064         /*
2065          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2066          * what we set up to the failing subtree
2067          */
2068         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2069                 if (iter == failed) {
2070                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2071                         break;
2072                 }
2073                 iter->oom_lock = false;
2074         }
2075         return false;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Has to be called with memcg_oom_lock
2080  */
2081 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2082 {
2083         struct mem_cgroup *iter;
2084
2085         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2086                 iter->oom_lock = false;
2087         return 0;
2088 }
2089
2090 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2091 {
2092         struct mem_cgroup *iter;
2093
2094         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2095                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2096 }
2097
2098 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2099 {
2100         struct mem_cgroup *iter;
2101
2102         /*
2103          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2104          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2105          * atomic_add_unless() here.
2106          */
2107         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2108                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2109 }
2110
2111 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2112 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2113
2114 struct oom_wait_info {
2115         struct mem_cgroup *memcg;
2116         wait_queue_t    wait;
2117 };
2118
2119 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2120         unsigned mode, int sync, void *arg)
2121 {
2122         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2123         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2124         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2125
2126         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2127         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2128
2129         /*
2130          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2131          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2132          */
2133         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2134                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2135                 return 0;
2136         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2137 }
2138
2139 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2140 {
2141         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2142         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2143 }
2144
2145 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2146 {
2147         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2148                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2153  */
2154 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2155                                   int order)
2156 {
2157         struct oom_wait_info owait;
2158         bool locked, need_to_kill;
2159
2160         owait.memcg = memcg;
2161         owait.wait.flags = 0;
2162         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2163         owait.wait.private = current;
2164         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2165         need_to_kill = true;
2166         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2167
2168         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2169         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2170         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2171         /*
2172          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2173          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2174          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2175          */
2176         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2177         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2178                 need_to_kill = false;
2179         if (locked)
2180                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2181         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2182
2183         if (need_to_kill) {
2184                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2185                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2186         } else {
2187                 schedule();
2188                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2189         }
2190         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2191         if (locked)
2192                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2193         memcg_wakeup_oom(memcg);
2194         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2195
2196         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2197
2198         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2199                 return false;
2200         /* Give chance to dying process */
2201         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2202         return true;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2207  * generalized to update other statistics as well.
2208  *
2209  * Notes: Race condition
2210  *
2211  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2212  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2213  * to do so _always_.
2214  *
2215  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2216  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2217  * are no race with "charge".
2218  *
2219  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2220  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2221  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2222  * by flags.
2223  *
2224  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2225  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2226  * If there is, we take a lock.
2227  */
2228
2229 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2230                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2231 {
2232         struct mem_cgroup *memcg;
2233         struct page_cgroup *pc;
2234
2235         pc = lookup_page_cgroup(page);
2236 again:
2237         memcg = pc->mem_cgroup;
2238         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2239                 return;
2240         /*
2241          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2242          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2243          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2244          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2245          */
2246         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2247                 return;
2248
2249         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2250         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2251                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2252                 goto again;
2253         }
2254         *locked = true;
2255 }
2256
2257 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2258 {
2259         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2260
2261         /*
2262          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2263          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2264          * should take move_lock_mem_cgroup().
2265          */
2266         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2267 }
2268
2269 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2270                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2271 {
2272         struct mem_cgroup *memcg;
2273         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2274         unsigned long uninitialized_var(flags);
2275
2276         if (mem_cgroup_disabled())
2277                 return;
2278
2279         memcg = pc->mem_cgroup;
2280         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2281                 return;
2282
2283         switch (idx) {
2284         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2285                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2286                 break;
2287         default:
2288                 BUG();
2289         }
2290
2291         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2296  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2297  */
2298 #define CHARGE_BATCH    32U
2299 struct memcg_stock_pcp {
2300         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2301         unsigned int nr_pages;
2302         struct work_struct work;
2303         unsigned long flags;
2304 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2305 };
2306 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2307 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2308
2309 /**
2310  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2311  * @memcg: memcg to consume from.
2312  * @nr_pages: how many pages to charge.
2313  *
2314  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2315  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2316  * service an allocation will refill the stock.
2317  *
2318  * returns true if successful, false otherwise.
2319  */
2320 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2321 {
2322         struct memcg_stock_pcp *stock;
2323         bool ret = true;
2324
2325         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2326                 return false;
2327
2328         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2329         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2330                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2331         else /* need to call res_counter_charge */
2332                 ret = false;
2333         put_cpu_var(memcg_stock);
2334         return ret;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2339  */
2340 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2341 {
2342         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2343
2344         if (stock->nr_pages) {
2345                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2346
2347                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2348                 if (do_swap_account)
2349                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2350                 stock->nr_pages = 0;
2351         }
2352         stock->cached = NULL;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2357  * a thread which is pinned to local cpu.
2358  */
2359 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2360 {
2361         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2362         drain_stock(stock);
2363         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2364 }
2365
2366 static void __init memcg_stock_init(void)
2367 {
2368         int cpu;
2369
2370         for_each_possible_cpu(cpu) {
2371                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2372                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2373                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2374         }
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2379  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2380  */
2381 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2382 {
2383         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2384
2385         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2386                 drain_stock(stock);
2387                 stock->cached = memcg;
2388         }
2389         stock->nr_pages += nr_pages;
2390         put_cpu_var(memcg_stock);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2395  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2396  * until the work is done.
2397  */
2398 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2399 {
2400         int cpu, curcpu;
2401
2402         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2403         get_online_cpus();
2404         curcpu = get_cpu();
2405         for_each_online_cpu(cpu) {
2406                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2407                 struct mem_cgroup *memcg;
2408
2409                 memcg = stock->cached;
2410                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2411                         continue;
2412                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2413                         continue;
2414                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2415                         if (cpu == curcpu)
2416                                 drain_local_stock(&stock->work);
2417                         else
2418                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2419                 }
2420         }
2421         put_cpu();
2422
2423         if (!sync)
2424                 goto out;
2425
2426         for_each_online_cpu(cpu) {
2427                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2428                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2429                         flush_work(&stock->work);
2430         }
2431 out:
2432         put_online_cpus();
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2437  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2438  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2439  * it.
2440  */
2441 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2442 {
2443         /*
2444          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2445          */
2446         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2447                 return;
2448         drain_all_stock(root_memcg, false);
2449         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2450 }
2451
2452 /* This is a synchronous drain interface. */
2453 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2454 {
2455         /* called when force_empty is called */
2456         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2457         drain_all_stock(root_memcg, true);
2458         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2463  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2464  */
2465 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2466 {
2467         int i;
2468
2469         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2470         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2471                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2472
2473                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2474                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2475         }
2476         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2477                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2478
2479                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2480                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2481         }
2482         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2483 }
2484
2485 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2486                                         unsigned long action,
2487                                         void *hcpu)
2488 {
2489         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2490         struct memcg_stock_pcp *stock;
2491         struct mem_cgroup *iter;
2492
2493         if (action == CPU_ONLINE)
2494                 return NOTIFY_OK;
2495
2496         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2497                 return NOTIFY_OK;
2498
2499         for_each_mem_cgroup(iter)
2500                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2501
2502         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2503         drain_stock(stock);
2504         return NOTIFY_OK;
2505 }
2506
2507
2508 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2509 enum {
2510         CHARGE_OK,              /* success */
2511         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2512         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2513         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2514         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2515 };
2516
2517 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2518                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2519                                 bool oom_check)
2520 {
2521         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2522         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2523         struct res_counter *fail_res;
2524         unsigned long flags = 0;
2525         int ret;
2526
2527         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2528
2529         if (likely(!ret)) {
2530                 if (!do_swap_account)
2531                         return CHARGE_OK;
2532                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2533                 if (likely(!ret))
2534                         return CHARGE_OK;
2535
2536                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2537                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2538                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2539         } else
2540                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2541         /*
2542          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2543          * single page instead.
2544          */
2545         if (nr_pages > min_pages)
2546                 return CHARGE_RETRY;
2547
2548         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2549                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2550
2551         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2552                 return CHARGE_NOMEM;
2553
2554         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2555         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2556                 return CHARGE_RETRY;
2557         /*
2558          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2559          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2560          * before killing the task.
2561          *
2562          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2563          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2564          * to regular pages anyway in case of failure.
2565          */
2566         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2567                 return CHARGE_RETRY;
2568
2569         /*
2570          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2571          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2572          */
2573         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2574                 return CHARGE_RETRY;
2575
2576         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2577         if (!oom_check)
2578                 return CHARGE_NOMEM;
2579         /* check OOM */
2580         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2581                 return CHARGE_OOM_DIE;
2582
2583         return CHARGE_RETRY;
2584 }
2585
2586 /*
2587  * __mem_cgroup_try_charge() does
2588  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2589  * 2. update res_counter
2590  * 3. call memory reclaim if necessary.
2591  *
2592  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2593  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2594  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2595  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2596  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2597  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2598  *
2599  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2600  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2601  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2602  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2603  *
2604  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2605  * the oom-killer can be invoked.
2606  */
2607 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2608                                    gfp_t gfp_mask,
2609                                    unsigned int nr_pages,
2610                                    struct mem_cgroup **ptr,
2611                                    bool oom)
2612 {
2613         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2614         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2615         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2616         int ret;
2617
2618         /*
2619          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2620          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2621          * MEMDIE process.
2622          */
2623         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2624                      || fatal_signal_pending(current)))
2625                 goto bypass;
2626
2627         /*
2628          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2629          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2630          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2631          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2632          */
2633         if (!*ptr && !mm)
2634                 *ptr = root_mem_cgroup;
2635 again:
2636         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2637                 memcg = *ptr;
2638                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2639                         goto done;
2640                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2641                         goto done;
2642                 css_get(&memcg->css);
2643         } else {
2644                 struct task_struct *p;
2645
2646                 rcu_read_lock();
2647                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2648                 /*
2649                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2650                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2651                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2652                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2653                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2654                  * small race, here.
2655                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2656                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2657                  */
2658                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2659                 if (!memcg)
2660                         memcg = root_mem_cgroup;
2661                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2662                         rcu_read_unlock();
2663                         goto done;
2664                 }
2665                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2666                         /*
2667                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2668                          * But considering how consume_stok works, it's not
2669                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2670                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2671                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2672                          * calling consume_stock().
2673                          */
2674                         rcu_read_unlock();
2675                         goto done;
2676                 }
2677                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2678                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2679                         rcu_read_unlock();
2680                         goto again;
2681                 }
2682                 rcu_read_unlock();
2683         }
2684
2685         do {
2686                 bool oom_check;
2687
2688                 /* If killed, bypass charge */
2689                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2690                         css_put(&memcg->css);
2691                         goto bypass;
2692                 }
2693
2694                 oom_check = false;
2695                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2696                         oom_check = true;
2697                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2698                 }
2699
2700                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2701                     oom_check);
2702                 switch (ret) {
2703                 case CHARGE_OK:
2704                         break;
2705                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2706                         batch = nr_pages;
2707                         css_put(&memcg->css);
2708                         memcg = NULL;
2709                         goto again;
2710                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2711                         css_put(&memcg->css);
2712                         goto nomem;
2713                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2714                         if (!oom) {
2715                                 css_put(&memcg->css);
2716                                 goto nomem;
2717                         }
2718                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2719                         nr_oom_retries--;
2720                         break;
2721                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2722                         css_put(&memcg->css);
2723                         goto bypass;
2724                 }
2725         } while (ret != CHARGE_OK);
2726
2727         if (batch > nr_pages)
2728                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2729         css_put(&memcg->css);
2730 done:
2731         *ptr = memcg;
2732         return 0;
2733 nomem:
2734         *ptr = NULL;
2735         return -ENOMEM;
2736 bypass:
2737         *ptr = root_mem_cgroup;
2738         return -EINTR;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2743  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2744  * gotten by try_charge().
2745  */
2746 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2747                                        unsigned int nr_pages)
2748 {
2749         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2750                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2751
2752                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2753                 if (do_swap_account)
2754                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2755         }
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2760  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2761  */
2762 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2763                                         unsigned int nr_pages)
2764 {
2765         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2766
2767         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2768                 return;
2769
2770         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2771         if (do_swap_account)
2772                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2773                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2774 }
2775
2776 /*
2777  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2778  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2779  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2780  * called against removed memcg.)
2781  */
2782 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2783 {
2784         struct cgroup_subsys_state *css;
2785
2786         /* ID 0 is unused ID */
2787         if (!id)
2788                 return NULL;
2789         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2790         if (!css)
2791                 return NULL;
2792         return mem_cgroup_from_css(css);
2793 }
2794
2795 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2796 {
2797         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2798         struct page_cgroup *pc;
2799         unsigned short id;
2800         swp_entry_t ent;
2801
2802         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2803
2804         pc = lookup_page_cgroup(page);
2805         lock_page_cgroup(pc);
2806         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2807                 memcg = pc->mem_cgroup;
2808                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2809                         memcg = NULL;
2810         } else if (PageSwapCache(page)) {
2811                 ent.val = page_private(page);
2812                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2813                 rcu_read_lock();
2814                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2815                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2816                         memcg = NULL;
2817                 rcu_read_unlock();
2818         }
2819         unlock_page_cgroup(pc);
2820         return memcg;
2821 }
2822
2823 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2824                                        struct page *page,
2825                                        unsigned int nr_pages,
2826                                        enum charge_type ctype,
2827                                        bool lrucare)
2828 {
2829         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2830         struct zone *uninitialized_var(zone);
2831         struct lruvec *lruvec;
2832         bool was_on_lru = false;
2833         bool anon;
2834
2835         lock_page_cgroup(pc);
2836         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2837         /*
2838          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2839          * accessed by any other context at this point.
2840          */
2841
2842         /*
2843          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2844          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2845          */
2846         if (lrucare) {
2847                 zone = page_zone(page);
2848                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2849                 if (PageLRU(page)) {
2850                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2851                         ClearPageLRU(page);
2852                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2853                         was_on_lru = true;
2854                 }
2855         }
2856
2857         pc->mem_cgroup = memcg;
2858         /*
2859          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2860          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2861          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2862          * before USED bit, we need memory barrier here.
2863          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2864          */
2865         smp_wmb();
2866         SetPageCgroupUsed(pc);
2867
2868         if (lrucare) {
2869                 if (was_on_lru) {
2870                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2871                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2872                         SetPageLRU(page);
2873                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2874                 }
2875                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2876         }
2877
2878         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2879                 anon = true;
2880         else
2881                 anon = false;
2882
2883         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2884         unlock_page_cgroup(pc);
2885
2886         /*
2887          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2888          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2889          * if they exceeds softlimit.
2890          */
2891         memcg_check_events(memcg, page);
2892 }
2893
2894 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2895
2896 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2897 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2898 {
2899         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2900                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2901 }
2902
2903 /*
2904  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2905  * in the memcg_cache_params struct.
2906  */
2907 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2908 {
2909         struct kmem_cache *cachep;
2910
2911         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2912         cachep = p->root_cache;
2913         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2914 }
2915
2916 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2917 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2918                                         struct seq_file *m)
2919 {
2920         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2921         struct memcg_cache_params *params;
2922
2923         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2924                 return -EIO;
2925
2926         print_slabinfo_header(m);
2927
2928         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2929         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2930                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2931         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2932
2933         return 0;
2934 }
2935 #endif
2936
2937 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2938 {
2939         struct res_counter *fail_res;
2940         struct mem_cgroup *_memcg;
2941         int ret = 0;
2942         bool may_oom;
2943
2944         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2945         if (ret)
2946                 return ret;
2947
2948         /*
2949          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2950          * the same conditions tested by the core page allocator
2951          */
2952         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2953
2954         _memcg = memcg;
2955         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2956                                       &_memcg, may_oom);
2957
2958         if (ret == -EINTR)  {
2959                 /*
2960                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2961                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2962                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2963                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2964                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2965                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2966                  * our minds.
2967                  *
2968                  * This condition will only trigger if the task entered
2969                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2970                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2971                  * dying when the allocation triggers should have been already
2972                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2973                  */
2974                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2975                 if (do_swap_account)
2976                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2977                                                   &fail_res);
2978                 ret = 0;
2979         } else if (ret)
2980                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2981
2982         return ret;
2983 }
2984
2985 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2986 {
2987         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2988         if (do_swap_account)
2989                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2990
2991         /* Not down to 0 */
2992         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2993                 return;
2994
2995         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2996                 mem_cgroup_put(memcg);
2997 }
2998
2999 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3000 {
3001         if (!memcg)
3002                 return;
3003
3004         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3005         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3006         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3007 }
3008
3009 /*
3010  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3011  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3012  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3013  */
3014 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3015 {
3016         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3017 }
3018
3019 /*
3020  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3021  * operation, because that is its main call site.
3022  *
3023  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3024  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3025  */
3026 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3027 {
3028         int num, ret;
3029
3030         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3031                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3032         if (num < 0)
3033                 return num;
3034         /*
3035          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3036          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3037          * guarantees only one process will set the following boolean
3038          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3039          * by the set_limit_mutex anyway.
3040          */
3041         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3042
3043         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3044         if (ret) {
3045                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3046                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3047                 return ret;
3048         }
3049
3050         memcg->kmemcg_id = num;
3051         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3052         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3053         return 0;
3054 }
3055
3056 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3057 {
3058         ssize_t size;
3059         if (num_groups <= 0)
3060                 return 0;
3061
3062         size = 2 * num_groups;
3063         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3064                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3065         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3066                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3067
3068         return size;
3069 }
3070
3071 /*
3072  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3073  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3074  * calling this.
3075  */
3076 void memcg_update_array_size(int num)
3077 {
3078         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3079                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3080 }
3081
3082 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3083
3084 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3085 {
3086         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3087
3088         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3089
3090         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3091                 int i;
3092                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3093
3094                 size *= sizeof(void *);
3095                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3096
3097                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3098                 if (!s->memcg_params) {
3099                         s->memcg_params = cur_params;
3100                         return -ENOMEM;
3101                 }
3102
3103                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3104                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3105                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3106
3107                 /*
3108                  * There is the chance it will be bigger than
3109                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3110                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3111                  * have a bigger array.
3112                  *
3113                  * But if that is the case, the data after
3114                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3115                  */
3116                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3117                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3118                                 continue;
3119                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3120                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3121                 }
3122
3123                 /*
3124                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3125                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3126                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3127                  *
3128                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3129                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3130                  * anyway.
3131                  */
3132                 kfree(cur_params);
3133         }
3134         return 0;
3135 }
3136
3137 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3138                          struct kmem_cache *root_cache)
3139 {
3140         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3141
3142         if (!memcg_kmem_enabled())
3143                 return 0;
3144
3145         if (!memcg)
3146                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3147
3148         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3149         if (!s->memcg_params)
3150                 return -ENOMEM;
3151
3152         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3153                         kmem_cache_destroy_work_func);
3154         if (memcg) {
3155                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3156                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3157         } else
3158                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3159
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3164 {
3165         struct kmem_cache *root;
3166         struct mem_cgroup *memcg;
3167         int id;
3168
3169         /*
3170          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3171          * add any memcg.
3172          */
3173         if (!s->memcg_params)
3174                 return;
3175
3176         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3177                 goto out;
3178
3179         memcg = s->memcg_params->memcg;
3180         id  = memcg_cache_id(memcg);
3181
3182         root = s->memcg_params->root_cache;
3183         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3184         mem_cgroup_put(memcg);
3185
3186         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3187         list_del(&s->memcg_params->list);
3188         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3189
3190 out:
3191         kfree(s->memcg_params);
3192 }
3193
3194 /*
3195  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3196  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3197  * enqueing new caches to be created.
3198  *
3199  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3200  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3201  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3202  * objects during debug.
3203  *
3204  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3205  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3206  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3207  * cache again, failing at the same point.
3208  *
3209  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3210  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3211  * inside the following two functions.
3212  */
3213 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3214 {
3215         VM_BUG_ON(!current->mm);
3216         current->memcg_kmem_skip_account++;
3217 }
3218
3219 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3220 {
3221         VM_BUG_ON(!current->mm);
3222         current->memcg_kmem_skip_account--;
3223 }
3224
3225 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3226 {
3227         struct kmem_cache *cachep;
3228         struct memcg_cache_params *p;
3229
3230         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3231
3232         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3233
3234         /*
3235          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3236          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3237          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3238          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3239          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3240          *
3241          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3242          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3243          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3244          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3245          * destroy it.
3246          *
3247          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3248          * again
3249          */
3250         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3251                 kmem_cache_shrink(cachep);
3252                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3253                         return;
3254         } else
3255                 kmem_cache_destroy(cachep);
3256 }
3257
3258 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3259 {
3260         if (!cachep->memcg_params->dead)
3261                 return;
3262
3263         /*
3264          * There are many ways in which we can get here.
3265          *
3266          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3267          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3268          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3269          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3270          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3271          *
3272          * But we can also get here from the worker itself, if
3273          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3274          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3275          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3276          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3277          *
3278          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3279          * running if there is already work pending
3280          */
3281         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3282                 return;
3283         /*
3284          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3285          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3286          */
3287         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3288 }
3289
3290 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3291 {
3292         char *name;
3293         struct dentry *dentry;
3294
3295         rcu_read_lock();
3296         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3297         rcu_read_unlock();
3298
3299         BUG_ON(dentry == NULL);
3300
3301         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3302                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3303
3304         return name;
3305 }
3306
3307 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3308                                          struct kmem_cache *s)
3309 {
3310         char *name;
3311         struct kmem_cache *new;
3312
3313         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3314         if (!name)
3315                 return NULL;
3316
3317         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3318                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3319
3320         if (new)
3321                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3322
3323         kfree(name);
3324         return new;
3325 }
3326
3327 /*
3328  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3329  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3330  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3331  *
3332  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3333  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3334  */
3335 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3336 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3337                                                   struct kmem_cache *cachep)
3338 {
3339         struct kmem_cache *new_cachep;
3340         int idx;
3341
3342         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3343
3344         idx = memcg_cache_id(memcg);
3345
3346         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3347         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3348         if (new_cachep)
3349                 goto out;
3350
3351         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3352         if (new_cachep == NULL) {
3353                 new_cachep = cachep;
3354                 goto out;
3355         }
3356
3357         mem_cgroup_get(memcg);
3358         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3359
3360         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3361         /*
3362          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3363          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3364          */
3365         wmb();
3366 out:
3367         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3368         return new_cachep;
3369 }
3370
3371 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3372 {
3373         struct kmem_cache *c;
3374         int i;
3375
3376         if (!s->memcg_params)
3377                 return;
3378         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3379                 return;
3380
3381         /*
3382          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3383          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3384          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3385          *
3386          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3387          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3388          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3389          */
3390         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3391         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3392                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3393                 if (!c)
3394                         continue;
3395
3396                 /*
3397                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3398                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3399                  * proceed with destruction ourselves.
3400                  *
3401                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3402                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3403                  * the cache still have active pages until this very moment.
3404                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3405                  *
3406                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3407                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3408                  */
3409                 c->memcg_params->dead = false;
3410                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3411                 kmem_cache_destroy(c);
3412         }
3413         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3414 }
3415
3416 struct create_work {
3417         struct mem_cgroup *memcg;
3418         struct kmem_cache *cachep;
3419         struct work_struct work;
3420 };
3421
3422 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3423 {
3424         struct kmem_cache *cachep;
3425         struct memcg_cache_params *params;
3426
3427         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3428                 return;
3429
3430         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3431         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3432                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3433                 cachep->memcg_params->dead = true;
3434                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3435         }
3436         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3437 }
3438
3439 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3440 {
3441         struct create_work *cw;
3442
3443         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3444         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3445         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3446         css_put(&cw->memcg->css);
3447         kfree(cw);
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3452  * Called with rcu_read_lock.
3453  */
3454 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3455                                          struct kmem_cache *cachep)
3456 {
3457         struct create_work *cw;
3458
3459         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3460         if (cw == NULL)
3461                 return;
3462
3463         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3464         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3465                 kfree(cw);
3466                 return;
3467         }
3468
3469         cw->memcg = memcg;
3470         cw->cachep = cachep;
3471
3472         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3473         schedule_work(&cw->work);
3474 }
3475
3476 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3477                                        struct kmem_cache *cachep)
3478 {
3479         /*
3480          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3481          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3482          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3483          *
3484          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3485          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3486          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3487          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3488          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3489          */
3490         memcg_stop_kmem_account();
3491         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3492         memcg_resume_kmem_account();
3493 }
3494 /*
3495  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3496  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3497  *
3498  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3499  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3500  * in a workqueue.
3501  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3502  * the original cache.
3503  *
3504  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3505  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3506  */
3507 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3508                                           gfp_t gfp)
3509 {
3510         struct mem_cgroup *memcg;
3511         int idx;
3512
3513         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3514         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3515
3516         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3517                 return cachep;
3518
3519         rcu_read_lock();
3520         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3521         rcu_read_unlock();
3522
3523         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3524                 return cachep;
3525
3526         idx = memcg_cache_id(memcg);
3527
3528         /*
3529          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3530          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3531          */
3532         read_barrier_depends();
3533         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3534                 /*
3535                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3536                  * context), we could be be predictable and return right away.
3537                  * This would guarantee that the allocation being performed
3538                  * already belongs in the new cache.
3539                  *
3540                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3541                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3542                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3543                  * with the slab_mutex held.
3544                  *
3545                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3546                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3547                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3548                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3549                  * better to defer everything.
3550                  */
3551                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3552                 return cachep;
3553         }
3554
3555         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3558
3559 /*
3560  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3561  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3562  * need a further commit step to do the final arrangements.
3563  *
3564  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3565  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3566  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3567  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3568  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3569  * the compiled-out case as well.
3570  *
3571  * Returning true means the allocation is possible.
3572  */
3573 bool
3574 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3575 {
3576         struct mem_cgroup *memcg;
3577         int ret;
3578
3579         *_memcg = NULL;
3580         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3581
3582         /*
3583          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3584          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3585          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3586          */
3587         if (unlikely(!memcg))
3588                 return true;
3589
3590         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3591                 css_put(&memcg->css);
3592                 return true;
3593         }
3594
3595         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3596         if (!ret)
3597                 *_memcg = memcg;
3598
3599         css_put(&memcg->css);
3600         return (ret == 0);
3601 }
3602
3603 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3604                               int order)
3605 {
3606         struct page_cgroup *pc;
3607
3608         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3609
3610         /* The page allocation failed. Revert */
3611         if (!page) {
3612                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3613                 return;
3614         }
3615
3616         pc = lookup_page_cgroup(page);
3617         lock_page_cgroup(pc);
3618         pc->mem_cgroup = memcg;
3619         SetPageCgroupUsed(pc);
3620         unlock_page_cgroup(pc);
3621 }
3622
3623 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3624 {
3625         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3626         struct page_cgroup *pc;
3627
3628
3629         pc = lookup_page_cgroup(page);
3630         /*
3631          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3632          * check again after locking.
3633          */
3634         if (!PageCgroupUsed(pc))
3635                 return;
3636
3637         lock_page_cgroup(pc);
3638         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3639                 memcg = pc->mem_cgroup;
3640                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3641         }
3642         unlock_page_cgroup(pc);
3643
3644         /*
3645          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3646          * is a valid allocation
3647          */
3648         if (!memcg)
3649                 return;
3650
3651         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3652         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3653 }
3654 #else
3655 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3656 {
3657 }
3658 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3659
3660 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3661
3662 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3663 /*
3664  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3665  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3666  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3667  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3668  */
3669 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3670 {
3671         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3672         struct page_cgroup *pc;
3673         int i;
3674
3675         if (mem_cgroup_disabled())
3676                 return;
3677         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3678                 pc = head_pc + i;
3679                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3680                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3681                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3682         }
3683 }
3684 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3685
3686 /**
3687  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3688  * @page: the page
3689  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3690  * @pc: page_cgroup of the page.
3691  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3692  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3693  *
3694  * The caller must confirm following.
3695  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3696  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3697  *
3698  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3699  * from old cgroup.
3700  */
3701 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3702                                    unsigned int nr_pages,
3703                                    struct page_cgroup *pc,
3704                                    struct mem_cgroup *from,
3705                                    struct mem_cgroup *to)
3706 {
3707         unsigned long flags;
3708         int ret;
3709         bool anon = PageAnon(page);
3710
3711         VM_BUG_ON(from == to);
3712         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3713         /*
3714          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3715          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3716          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3717          * hold it.
3718          */
3719         ret = -EBUSY;
3720         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3721                 goto out;
3722
3723         lock_page_cgroup(pc);
3724
3725         ret = -EINVAL;
3726         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3727                 goto unlock;
3728
3729         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3730
3731         if (!anon && page_mapped(page)) {
3732                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3733                 preempt_disable();
3734                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3735                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3736                 preempt_enable();
3737         }
3738         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3739
3740         /* caller should have done css_get */
3741         pc->mem_cgroup = to;
3742         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3743         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3744         ret = 0;
3745 unlock:
3746         unlock_page_cgroup(pc);
3747         /*
3748          * check events
3749          */
3750         memcg_check_events(to, page);
3751         memcg_check_events(from, page);
3752 out:
3753         return ret;
3754 }
3755
3756 /**
3757  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3758  * @page: the page to move
3759  * @pc: page_cgroup of the page
3760  * @child: page's cgroup
3761  *
3762  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3763  * parent (aka use_hierarchy==0).
3764  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3765  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3766  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3767  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3768  * on the next attempt and the call should be retried later.
3769  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3770  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3771  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3772  * LRU or vanish.
3773  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3774  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3775  * disappear in the next attempt.
3776  */
3777 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3778                                   struct page_cgroup *pc,
3779                                   struct mem_cgroup *child)
3780 {
3781         struct mem_cgroup *parent;
3782         unsigned int nr_pages;
3783         unsigned long uninitialized_var(flags);
3784         int ret;
3785
3786         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3787
3788         ret = -EBUSY;
3789         if (!get_page_unless_zero(page))
3790                 goto out;
3791         if (isolate_lru_page(page))
3792                 goto put;
3793
3794         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3795
3796         parent = parent_mem_cgroup(child);
3797         /*
3798          * If no parent, move charges to root cgroup.
3799          */
3800         if (!parent)
3801                 parent = root_mem_cgroup;
3802
3803         if (nr_pages > 1) {
3804                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3805                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3806         }
3807
3808         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3809                                 pc, child, parent);
3810         if (!ret)
3811                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3812
3813         if (nr_pages > 1)
3814                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3815         putback_lru_page(page);
3816 put:
3817         put_page(page);
3818 out:
3819         return ret;
3820 }
3821
3822 /*
3823  * Charge the memory controller for page usage.
3824  * Return
3825  * 0 if the charge was successful
3826  * < 0 if the cgroup is over its limit
3827  */
3828 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3829                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3830 {
3831         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3832         unsigned int nr_pages = 1;
3833         bool oom = true;
3834         int ret;
3835
3836         if (PageTransHuge(page)) {
3837                 nr_pages <<= compound_order(page);
3838                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3839                 /*
3840                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3841                  * fault handler will fall back to regular pages.
3842                  */
3843                 oom = false;
3844         }
3845
3846         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3847         if (ret == -ENOMEM)
3848                 return ret;
3849         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3854                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3855 {
3856         if (mem_cgroup_disabled())
3857                 return 0;
3858         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3859         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3860         VM_BUG_ON(!mm);
3861         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3862                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3863 }
3864
3865 /*
3866  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3867  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3868  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3869  * "commit()" or removed by "cancel()"
3870  */
3871 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3872                                           struct page *page,
3873                                           gfp_t mask,
3874                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3875 {
3876         struct mem_cgroup *memcg;
3877         struct page_cgroup *pc;
3878         int ret;
3879
3880         pc = lookup_page_cgroup(page);
3881         /*
3882          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3883          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3884          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3885          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3886          * in turn serializes uncharging.
3887          */
3888         if (PageCgroupUsed(pc))
3889                 return 0;
3890         if (!do_swap_account)
3891                 goto charge_cur_mm;
3892         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3893         if (!memcg)
3894                 goto charge_cur_mm;
3895         *memcgp = memcg;
3896         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3897         css_put(&memcg->css);
3898         if (ret == -EINTR)
3899                 ret = 0;
3900         return ret;
3901 charge_cur_mm:
3902         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3903         if (ret == -EINTR)
3904                 ret = 0;
3905         return ret;
3906 }
3907
3908 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3909                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3910 {
3911         *memcgp = NULL;
3912         if (mem_cgroup_disabled())
3913                 return 0;
3914         /*
3915          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3916          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3917          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3918          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3919          */
3920         if (!PageSwapCache(page)) {
3921                 int ret;
3922
3923                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3924                 if (ret == -EINTR)
3925                         ret = 0;
3926                 return ret;
3927         }
3928         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3929 }
3930
3931 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3932 {
3933         if (mem_cgroup_disabled())
3934                 return;
3935         if (!memcg)
3936                 return;
3937         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3938 }
3939
3940 static void
3941 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3942                                         enum charge_type ctype)
3943 {
3944         if (mem_cgroup_disabled())
3945                 return;
3946         if (!memcg)
3947                 return;
3948
3949         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3950         /*
3951          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3952          * counted both as mem and swap....double count.
3953          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3954          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3955          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3956          */
3957         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3958                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3959                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3960         }
3961 }
3962
3963 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3964                                      struct mem_cgroup *memcg)
3965 {
3966         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3967                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3968 }
3969
3970 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3971                                 gfp_t gfp_mask)
3972 {
3973         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3974         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3975         int ret;
3976
3977         if (mem_cgroup_disabled())
3978                 return 0;
3979         if (PageCompound(page))
3980                 return 0;
3981
3982         if (!PageSwapCache(page))
3983                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3984         else { /* page is swapcache/shmem */
3985                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3986                                                      gfp_mask, &memcg);
3987                 if (!ret)
3988                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3989         }
3990         return ret;
3991 }
3992
3993 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3994                                    unsigned int nr_pages,
3995                                    const enum charge_type ctype)
3996 {
3997         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3998         bool uncharge_memsw = true;
3999
4000         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4001         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4002                 uncharge_memsw = false;
4003
4004         batch = &current->memcg_batch;
4005         /*
4006          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4007          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4008          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4009          */
4010         if (!batch->memcg)
4011                 batch->memcg = memcg;
4012         /*
4013          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4014          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4015          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4016          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4017          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4018          */
4019
4020         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4021                 goto direct_uncharge;
4022
4023         if (nr_pages > 1)
4024                 goto direct_uncharge;
4025
4026         /*
4027          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4028          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4029          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4030          */
4031         if (batch->memcg != memcg)
4032                 goto direct_uncharge;
4033         /* remember freed charge and uncharge it later */
4034         batch->nr_pages++;
4035         if (uncharge_memsw)
4036                 batch->memsw_nr_pages++;
4037         return;
4038 direct_uncharge:
4039         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4040         if (uncharge_memsw)
4041                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4042         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4043                 memcg_oom_recover(memcg);
4044 }
4045
4046 /*
4047  * uncharge if !page_mapped(page)
4048  */
4049 static struct mem_cgroup *
4050 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4051                              bool end_migration)
4052 {
4053         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4054         unsigned int nr_pages = 1;
4055         struct page_cgroup *pc;
4056         bool anon;
4057
4058         if (mem_cgroup_disabled())
4059                 return NULL;
4060
4061         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
4062
4063         if (PageTransHuge(page)) {
4064                 nr_pages <<= compound_order(page);
4065                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4066         }
4067         /*
4068          * Check if our page_cgroup is valid
4069          */
4070         pc = lookup_page_cgroup(page);
4071         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4072                 return NULL;
4073
4074         lock_page_cgroup(pc);
4075
4076         memcg = pc->mem_cgroup;
4077
4078         if (!PageCgroupUsed(pc))
4079                 goto unlock_out;
4080
4081         anon = PageAnon(page);
4082
4083         switch (ctype) {
4084         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4085                 /*
4086                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4087                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4088                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4089                  */
4090                 anon = true;
4091                 /* fallthrough */
4092         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4093                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4094                 if (page_mapped(page))
4095                         goto unlock_out;
4096                 /*
4097                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4098                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4099                  * unused post-migration page and so it has to call
4100                  * here with the migration bit still set.  See the
4101                  * res_counter handling below.
4102                  */
4103                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4104                         goto unlock_out;
4105                 break;
4106         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4107                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4108                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4109                                 goto unlock_out;
4110                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4111                                 goto unlock_out;
4112                 break;
4113         default:
4114                 break;
4115         }
4116
4117         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4118
4119         ClearPageCgroupUsed(pc);
4120         /*
4121          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4122          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4123          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4124          * special functions.
4125          */
4126
4127         unlock_page_cgroup(pc);
4128         /*
4129          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4130          * will never be freed.
4131          */
4132         memcg_check_events(memcg, page);
4133         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4134                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4135                 mem_cgroup_get(memcg);
4136         }
4137         /*
4138          * Migration does not charge the res_counter for the
4139          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4140          * page that is unused after the migration.
4141          */
4142         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4143                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4144
4145         return memcg;
4146
4147 unlock_out:
4148         unlock_page_cgroup(pc);
4149         return NULL;
4150 }
4151
4152 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4153 {
4154         /* early check. */
4155         if (page_mapped(page))
4156                 return;
4157         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4158         if (PageSwapCache(page))
4159                 return;
4160         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4161 }
4162
4163 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4164 {
4165         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4166         VM_BUG_ON(page->mapping);
4167         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4168 }
4169
4170 /*
4171  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4172  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4173  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4174  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4175  * This may be called prural(2) times in a context,
4176  */
4177
4178 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4179 {
4180         current->memcg_batch.do_batch++;
4181         /* We can do nest. */
4182         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4183                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4184                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4185                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4186         }
4187 }
4188
4189 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4190 {
4191         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4192
4193         if (!batch->do_batch)
4194                 return;
4195
4196         batch->do_batch--;
4197         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4198                 return;
4199
4200         if (!batch->memcg)
4201                 return;
4202         /*
4203          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4204          * bacause we hide charges behind us.
4205          */
4206         if (batch->nr_pages)
4207                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4208                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4209         if (batch->memsw_nr_pages)
4210                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4211                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4212         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4213         /* forget this pointer (for sanity check) */
4214         batch->memcg = NULL;
4215 }
4216
4217 #ifdef CONFIG_SWAP
4218 /*
4219  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4220  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4221  */
4222 void
4223 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4224 {
4225         struct mem_cgroup *memcg;
4226         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4227
4228         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4229                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4230
4231         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4232
4233         /*
4234          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4235          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4236          */
4237         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4238                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4239 }
4240 #endif
4241
4242 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4243 /*
4244  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4245  * uncharge "memsw" account.
4246  */
4247 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4248 {
4249         struct mem_cgroup *memcg;
4250         unsigned short id;
4251
4252         if (!do_swap_account)
4253                 return;
4254
4255         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4256         rcu_read_lock();
4257         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4258         if (memcg) {
4259                 /*
4260                  * We uncharge this because swap is freed.
4261                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4262                  */
4263                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4264                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4265                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4266                 mem_cgroup_put(memcg);
4267         }
4268         rcu_read_unlock();
4269 }
4270
4271 /**
4272  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4273  * @entry: swap entry to be moved
4274  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4275  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4276  *
4277  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4278  * as the mem_cgroup's id of @from.
4279  *
4280  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4281  *
4282  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4283  * both res and memsw, and called css_get().
4284  */
4285 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4286                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4287 {
4288         unsigned short old_id, new_id;
4289
4290         old_id = css_id(&from->css);
4291         new_id = css_id(&to->css);
4292
4293         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4294                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4295                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4296                 /*
4297                  * This function is only called from task migration context now.
4298                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4299                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4300                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4301                  * because if the process that has been moved to @to does
4302                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4303                  */
4304                 mem_cgroup_get(to);
4305                 return 0;
4306         }
4307         return -EINVAL;
4308 }
4309 #else
4310 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4311                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4312 {
4313         return -EINVAL;
4314 }
4315 #endif
4316
4317 /*
4318  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4319  * page belongs to.
4320  */
4321 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4322                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4323 {
4324         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4325         unsigned int nr_pages = 1;
4326         struct page_cgroup *pc;
4327         enum charge_type ctype;
4328
4329         *memcgp = NULL;
4330
4331         if (mem_cgroup_disabled())
4332                 return;
4333
4334         if (PageTransHuge(page))
4335                 nr_pages <<= compound_order(page);
4336
4337         pc = lookup_page_cgroup(page);
4338         lock_page_cgroup(pc);
4339         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4340                 memcg = pc->mem_cgroup;
4341                 css_get(&memcg->css);
4342                 /*
4343                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4344                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4345                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4346                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4347                  * until end_migration() is called
4348                  *
4349                  * Corner Case Thinking
4350                  * A)
4351                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4352                  * while migration was ongoing.
4353                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4354                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4355                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4356                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4357                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4358                  *
4359                  * B)
4360                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4361                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4362                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4363                  * without charging it again.
4364                  *
4365                  * C)
4366                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4367                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4368                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4369                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4370                  */
4371                 if (PageAnon(page))
4372                         SetPageCgroupMigration(pc);
4373         }
4374         unlock_page_cgroup(pc);
4375         /*
4376          * If the page is not charged at this point,
4377          * we return here.
4378          */
4379         if (!memcg)
4380                 return;
4381
4382         *memcgp = memcg;
4383         /*
4384          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4385          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4386          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4387          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4388          */
4389         if (PageAnon(page))
4390                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4391         else
4392                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4393         /*
4394          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4395          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4396          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4397          */
4398         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4399 }
4400
4401 /* remove redundant charge if migration failed*/
4402 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4403         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4404 {
4405         struct page *used, *unused;
4406         struct page_cgroup *pc;
4407         bool anon;
4408
4409         if (!memcg)
4410                 return;
4411
4412         if (!migration_ok) {
4413                 used = oldpage;
4414                 unused = newpage;
4415         } else {
4416                 used = newpage;
4417                 unused = oldpage;
4418         }
4419         anon = PageAnon(used);
4420         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4421                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4422                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4423                                      true);
4424         css_put(&memcg->css);
4425         /*
4426          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4427          * of the page goes down to zero, temporarly.
4428          * Clear the flag and check the page should be charged.
4429          */
4430         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4431         lock_page_cgroup(pc);
4432         ClearPageCgroupMigration(pc);
4433         unlock_page_cgroup(pc);
4434
4435         /*
4436          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4437          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4438          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4439          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4440          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4441          * check. (see prepare_charge() also)
4442          */
4443         if (anon)
4444                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4445 }
4446
4447 /*
4448  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4449  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4450  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4451  */
4452 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4453                                   struct page *newpage)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4456         struct page_cgroup *pc;
4457         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4458
4459         if (mem_cgroup_disabled())
4460                 return;
4461
4462         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4463         /* fix accounting on old pages */
4464         lock_page_cgroup(pc);
4465         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4466                 memcg = pc->mem_cgroup;
4467                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4468                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4469         }
4470         unlock_page_cgroup(pc);
4471
4472         /*
4473          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4474          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4475          */
4476         if (!memcg)
4477                 return;
4478         /*
4479          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4480          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4481          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4482          */
4483         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4484 }
4485
4486 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4487 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4488 {
4489         struct page_cgroup *pc;
4490
4491         pc = lookup_page_cgroup(page);
4492         /*
4493          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4494          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4495          * or when mem_cgroup_disabled().
4496          */
4497         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4498                 return pc;
4499         return NULL;
4500 }
4501
4502 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4503 {
4504         if (mem_cgroup_disabled())
4505                 return false;
4506
4507         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4508 }
4509
4510 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4511 {
4512         struct page_cgroup *pc;
4513
4514         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4515         if (pc) {
4516                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4517                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4518         }
4519 }
4520 #endif
4521
4522 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4523                                 unsigned long long val)
4524 {
4525         int retry_count;
4526         u64 memswlimit, memlimit;
4527         int ret = 0;
4528         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4529         u64 curusage, oldusage;
4530         int enlarge;
4531
4532         /*
4533          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4534          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4535          * of # of children which we should visit in this loop.
4536          */
4537         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4538
4539         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4540
4541         enlarge = 0;
4542         while (retry_count) {
4543                 if (signal_pending(current)) {
4544                         ret = -EINTR;
4545                         break;
4546                 }
4547                 /*
4548                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4549                  * open coded manner. You see what this really does.
4550                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4551                  */
4552                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4553                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4554                 if (memswlimit < val) {
4555                         ret = -EINVAL;
4556                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4557                         break;
4558                 }
4559
4560                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4561                 if (memlimit < val)
4562                         enlarge = 1;
4563
4564                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4565                 if (!ret) {
4566                         if (memswlimit == val)
4567                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4568                         else
4569                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4570                 }
4571                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4572
4573                 if (!ret)
4574                         break;
4575
4576                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4577                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4578                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4579                 /* Usage is reduced ? */
4580                 if (curusage >= oldusage)
4581                         retry_count--;
4582                 else
4583                         oldusage = curusage;
4584         }
4585         if (!ret && enlarge)
4586                 memcg_oom_recover(memcg);
4587
4588         return ret;
4589 }
4590
4591 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4592                                         unsigned long long val)
4593 {
4594         int retry_count;
4595         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4596         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4597         int ret = -EBUSY;
4598         int enlarge = 0;
4599
4600         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4601         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4602         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4603         while (retry_count) {
4604                 if (signal_pending(current)) {
4605                         ret = -EINTR;
4606                         break;
4607                 }
4608                 /*
4609                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4610                  * open coded manner. You see what this really does.
4611                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4612                  */
4613                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4614                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4615                 if (memlimit > val) {
4616                         ret = -EINVAL;
4617                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4618                         break;
4619                 }
4620                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4621                 if (memswlimit < val)
4622                         enlarge = 1;
4623                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4624                 if (!ret) {
4625                         if (memlimit == val)
4626                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4627                         else
4628                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4629                 }
4630                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4631
4632                 if (!ret)
4633                         break;
4634
4635                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4636                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4637                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4638                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4639                 /* Usage is reduced ? */
4640                 if (curusage >= oldusage)
4641                         retry_count--;
4642                 else
4643                         oldusage = curusage;
4644         }
4645         if (!ret && enlarge)
4646                 memcg_oom_recover(memcg);
4647         return ret;
4648 }
4649
4650 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4651                                             gfp_t gfp_mask,
4652                                             unsigned long *total_scanned)
4653 {
4654         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4655         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4656         unsigned long reclaimed;
4657         int loop = 0;
4658         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4659         unsigned long long excess;
4660         unsigned long nr_scanned;
4661
4662         if (order > 0)
4663                 return 0;
4664
4665         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4666         /*
4667          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4668          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4669          * pressure
4670          */
4671         do {
4672                 if (next_mz)
4673                         mz = next_mz;
4674                 else
4675                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4676                 if (!mz)
4677                         break;
4678
4679                 nr_scanned = 0;
4680                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4681                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4682                 nr_reclaimed += reclaimed;
4683                 *total_scanned += nr_scanned;
4684                 spin_lock(&mctz->lock);
4685
4686                 /*
4687                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4688                  * it is time to move on to the next cgroup
4689                  */
4690                 next_mz = NULL;
4691                 if (!reclaimed) {
4692                         do {
4693                                 /*
4694                                  * Loop until we find yet another one.
4695                                  *
4696                                  * By the time we get the soft_limit lock
4697                                  * again, someone might have aded the
4698                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4699                                  * make sure we get a different mem.
4700                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4701                                  * NULL if no other cgroup is present on
4702                                  * the tree
4703                                  */
4704                                 next_mz =
4705                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4706                                 if (next_mz == mz)
4707                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4708                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4709                                         break;
4710                         } while (1);
4711                 }
4712                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4713                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4714                 /*
4715                  * One school of thought says that we should not add
4716                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4717                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4718                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4719                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4720                  * term TODO.
4721                  */
4722                 /* If excess == 0, no tree ops */
4723                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4724                 spin_unlock(&mctz->lock);
4725                 css_put(&mz->memcg->css);
4726                 loop++;
4727                 /*
4728                  * Could not reclaim anything and there are no more
4729                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4730                  * reclaiming anything.
4731                  */
4732                 if (!nr_reclaimed &&
4733                         (next_mz == NULL ||
4734                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4735                         break;
4736         } while (!nr_reclaimed);
4737         if (next_mz)
4738                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4739         return nr_reclaimed;
4740 }
4741
4742 /**
4743  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4744  * @memcg: group to clear
4745  * @node: NUMA node
4746  * @zid: zone id
4747  * @lru: lru to to clear
4748  *
4749  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4750  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4751  * group.
4752  */
4753 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4754                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4755 {
4756         struct lruvec *lruvec;
4757         unsigned long flags;
4758         struct list_head *list;
4759         struct page *busy;
4760         struct zone *zone;
4761
4762         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4763         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4764         list = &lruvec->lists[lru];
4765
4766         busy = NULL;
4767         do {
4768                 struct page_cgroup *pc;
4769                 struct page *page;
4770
4771                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4772                 if (list_empty(list)) {
4773                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4774                         break;
4775                 }
4776                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4777                 if (busy == page) {
4778                         list_move(&page->lru, list);
4779                         busy = NULL;
4780                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4781                         continue;
4782                 }
4783                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4784
4785                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4786
4787                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4788                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4789                         busy = page;
4790                         cond_resched();
4791                 } else
4792                         busy = NULL;
4793         } while (!list_empty(list));
4794 }
4795
4796 /*
4797  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4798  * all the charges and pages to the parent.
4799  * This enables deleting this mem_cgroup.
4800  *
4801  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4802  */
4803 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4804 {
4805         int node, zid;
4806         u64 usage;
4807
4808         do {
4809                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4810                 lru_add_drain_all();
4811                 drain_all_stock_sync(memcg);
4812                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4813                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4814                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4815                                 enum lru_list lru;
4816                                 for_each_lru(lru) {
4817                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4818                                                         node, zid, lru);
4819                                 }
4820                         }
4821                 }
4822                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4823                 memcg_oom_recover(memcg);
4824                 cond_resched();
4825
4826                 /*
4827                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4828                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4829                  * expect their value to drop to 0 here.
4830                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4831                  *
4832                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4833                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4834                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4835                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4836                  * charge before adding to the LRU.
4837                  */
4838                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4839                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4840         } while (usage > 0);
4841 }
4842
4843 /*
4844  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4845  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4846  * is meaningless
4847  */
4848 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4849 {
4850         struct cgroup *pos;
4851
4852         /* bounce at first found */
4853         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4854                 return true;
4855         return false;
4856 }
4857
4858 /*
4859  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4860  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4861  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4862  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4863  * any memcg without hierarchy as infertile.
4864  */
4865 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4866 {
4867         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4868 }
4869
4870 /*
4871  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4872  * the rest to the parent.
4873  *
4874  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4875  */
4876 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4877 {
4878         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4879         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4880
4881         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4882         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4883                 return -EBUSY;
4884
4885         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4886         lru_add_drain_all();
4887         /* try to free all pages in this cgroup */
4888         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4889                 int progress;
4890
4891                 if (signal_pending(current))
4892                         return -EINTR;
4893
4894                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4895                                                 false);
4896                 if (!progress) {
4897                         nr_retries--;
4898                         /* maybe some writeback is necessary */
4899                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4900                 }
4901
4902         }
4903         lru_add_drain();
4904         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4905
4906         return 0;
4907 }
4908
4909 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4910 {
4911         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4912         int ret;
4913
4914         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4915                 return -EINVAL;
4916         css_get(&memcg->css);
4917         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4918         css_put(&memcg->css);
4919
4920         return ret;
4921 }
4922
4923
4924 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4925 {
4926         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4927 }
4928
4929 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4930                                         u64 val)
4931 {
4932         int retval = 0;
4933         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4934         struct cgroup *parent = cont->parent;
4935         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4936
4937         if (parent)
4938                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4939
4940         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4941
4942         if (memcg->use_hierarchy == val)
4943                 goto out;
4944
4945         /*
4946          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4947          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4948          * occur, provided the current cgroup has no children.
4949          *
4950          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4951          * set if there are no children.
4952          */
4953         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4954                                 (val == 1 || val == 0)) {
4955                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4956                         memcg->use_hierarchy = val;
4957                 else
4958                         retval = -EBUSY;
4959         } else
4960                 retval = -EINVAL;
4961
4962 out:
4963         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4964
4965         return retval;
4966 }
4967
4968
4969 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4970                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4971 {
4972         struct mem_cgroup *iter;
4973         long val = 0;
4974
4975         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4976         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4977                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4978
4979         if (val < 0) /* race ? */
4980                 val = 0;
4981         return val;
4982 }
4983
4984 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4985 {
4986         u64 val;
4987
4988         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4989                 if (!swap)
4990                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4991                 else
4992                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4993         }
4994
4995         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4996         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4997
4998         if (swap)
4999                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5000
5001         return val << PAGE_SHIFT;
5002 }
5003
5004 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5005                                struct file *file, char __user *buf,
5006                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5007 {
5008         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5009         char str[64];
5010         u64 val;
5011         int name, len;
5012         enum res_type type;
5013
5014         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5015         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5016
5017         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5018                 return -EOPNOTSUPP;
5019
5020         switch (type) {
5021         case _MEM:
5022                 if (name == RES_USAGE)
5023                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5024                 else
5025                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5026                 break;
5027         case _MEMSWAP:
5028                 if (name == RES_USAGE)
5029                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5030                 else
5031                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5032                 break;
5033         case _KMEM:
5034                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5035                 break;
5036         default:
5037                 BUG();
5038         }
5039
5040         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5041         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5042 }
5043
5044 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5045 {
5046         int ret = -EINVAL;
5047 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5049         /*
5050          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5051          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5052          * already joined.
5053          *
5054          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5055          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5056          * place, which makes the value quite meaningless.
5057          *
5058          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5059          * of course permitted.
5060          */
5061         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5062         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5063         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5064                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5065                         ret = -EBUSY;
5066                         goto out;
5067                 }
5068                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5069                 VM_BUG_ON(ret);
5070
5071                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5072                 if (ret) {
5073                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5074                         goto out;
5075                 }
5076                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5077                 /*
5078                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5079                  * starts accounting before all call sites are patched
5080                  */
5081                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5082
5083                 /*
5084                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5085                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5086                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5087                  * need to reference count the memcg because of that.
5088                  */
5089                 mem_cgroup_get(memcg);
5090         } else
5091                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5092 out:
5093         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5094         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5095 #endif
5096         return ret;
5097 }
5098
5099 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5100 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5101 {
5102         int ret = 0;
5103         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5104         if (!parent)
5105                 goto out;
5106
5107         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5108         /*
5109          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5110          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5111          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5112          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5113          * parents.
5114          *
5115          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5116          * that is accounted.
5117          */
5118         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5119                 goto out;
5120
5121         /*
5122          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5123          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5124          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5125          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5126          */
5127         mem_cgroup_get(memcg);
5128         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5129
5130         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5131         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5132         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5133 out:
5134         return ret;
5135 }
5136 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5137
5138 /*
5139  * The user of this function is...
5140  * RES_LIMIT.
5141  */
5142 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5143                             const char *buffer)
5144 {
5145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5146         enum res_type type;
5147         int name;
5148         unsigned long long val;
5149         int ret;
5150
5151         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5152         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5153
5154         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5155                 return -EOPNOTSUPP;
5156
5157         switch (name) {
5158         case RES_LIMIT:
5159                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5160                         ret = -EINVAL;
5161                         break;
5162                 }
5163                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5164                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5165                 if (ret)
5166                         break;
5167                 if (type == _MEM)
5168                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5169                 else if (type == _MEMSWAP)
5170                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5171                 else if (type == _KMEM)
5172                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5173                 else
5174                         return -EINVAL;
5175                 break;
5176         case RES_SOFT_LIMIT:
5177                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5178                 if (ret)
5179                         break;
5180                 /*
5181                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5182                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5183                  * control without swap
5184                  */
5185                 if (type == _MEM)
5186                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5187                 else
5188                         ret = -EINVAL;
5189                 break;
5190         default:
5191                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5192                 break;
5193         }
5194         return ret;
5195 }
5196
5197 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5198                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5199 {
5200         struct cgroup *cgroup;
5201         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5202
5203         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5204         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5205         cgroup = memcg->css.cgroup;
5206         if (!memcg->use_hierarchy)
5207                 goto out;
5208
5209         while (cgroup->parent) {
5210                 cgroup = cgroup->parent;
5211                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5212                 if (!memcg->use_hierarchy)
5213                         break;
5214                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5215                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5216                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5217                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5218         }
5219 out:
5220         *mem_limit = min_limit;
5221         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5222 }
5223
5224 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5225 {
5226         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5227         int name;
5228         enum res_type type;
5229
5230         type = MEMFILE_TYPE(event);
5231         name = MEMFILE_ATTR(event);
5232
5233         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5234                 return -EOPNOTSUPP;
5235
5236         switch (name) {
5237         case RES_MAX_USAGE:
5238                 if (type == _MEM)
5239                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5240                 else if (type == _MEMSWAP)
5241                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5242                 else if (type == _KMEM)
5243                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5244                 else
5245                         return -EINVAL;
5246                 break;
5247         case RES_FAILCNT:
5248                 if (type == _MEM)
5249                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5250                 else if (type == _MEMSWAP)
5251                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5252                 else if (type == _KMEM)
5253                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5254                 else
5255                         return -EINVAL;
5256                 break;
5257         }
5258
5259         return 0;
5260 }
5261
5262 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5263                                         struct cftype *cft)
5264 {
5265         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5266 }
5267
5268 #ifdef CONFIG_MMU
5269 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5270                                         struct cftype *cft, u64 val)
5271 {
5272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5273
5274         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5275                 return -EINVAL;
5276
5277         /*
5278          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5279          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5280          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5281          * affect task migrations starting after the change.
5282          */
5283         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5284         return 0;
5285 }
5286 #else
5287 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5288                                         struct cftype *cft, u64 val)
5289 {
5290         return -ENOSYS;
5291 }
5292 #endif
5293
5294 #ifdef CONFIG_NUMA
5295 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5296                                       struct seq_file *m)
5297 {
5298         int nid;
5299         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5300         unsigned long node_nr;
5301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5302
5303         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5304         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5305         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5306                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5307                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5308         }
5309         seq_putc(m, '\n');
5310
5311         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5312         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5313         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5314                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5315                                 LRU_ALL_FILE);
5316                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5317         }
5318         seq_putc(m, '\n');
5319
5320         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5321         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5322         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5323                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5324                                 LRU_ALL_ANON);
5325                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5326         }
5327         seq_putc(m, '\n');
5328
5329         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5330         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5331         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5332                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5333                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5334                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5335         }
5336         seq_putc(m, '\n');
5337         return 0;
5338 }
5339 #endif /* CONFIG_NUMA */
5340
5341 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5342 {
5343         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5344 }
5345
5346 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5347                                  struct seq_file *m)
5348 {
5349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5350         struct mem_cgroup *mi;
5351         unsigned int i;
5352
5353         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5354                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5355                         continue;
5356                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5357                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5358         }
5359
5360         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5361                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5362                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5363
5364         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5365                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5366                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5367
5368         /* Hierarchical information */
5369         {
5370                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5371                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5372                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5373                 if (do_swap_account)
5374                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5375                                    memsw_limit);
5376         }
5377
5378         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5379                 long long val = 0;
5380
5381                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5382                         continue;
5383                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5384                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5385                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5386         }
5387
5388         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5389                 unsigned long long val = 0;
5390
5391                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5392                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5393                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5394                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5395         }
5396
5397         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5398                 unsigned long long val = 0;
5399
5400                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5401                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5402                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5403         }
5404
5405 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5406         {
5407                 int nid, zid;
5408                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5409                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5410                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5411                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5412
5413                 for_each_online_node(nid)
5414                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5415                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5416                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5417
5418                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5419                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5420                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5421                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5422                         }
5423                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5424                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5425                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5426                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5427         }
5428 #endif
5429
5430         return 0;
5431 }
5432
5433 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5434 {
5435         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5436
5437         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5438 }
5439
5440 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5441                                        u64 val)
5442 {
5443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5444         struct mem_cgroup *parent;
5445
5446         if (val > 100)
5447                 return -EINVAL;
5448
5449         if (cgrp->parent == NULL)
5450                 return -EINVAL;
5451
5452         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5453
5454         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5455
5456         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5457         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5458                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5459                 return -EINVAL;
5460         }
5461
5462         memcg->swappiness = val;
5463
5464         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5465
5466         return 0;
5467 }
5468
5469 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5470 {
5471         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5472         u64 usage;
5473         int i;
5474
5475         rcu_read_lock();
5476         if (!swap)
5477                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5478         else
5479                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5480
5481         if (!t)
5482                 goto unlock;
5483
5484         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5485
5486         /*
5487          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5488          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5489          * call of __mem_cgroup_threshold().
5490          */
5491         i = t->current_threshold;
5492
5493         /*
5494          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5495          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5496          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5497          * only one element of the array here.
5498          */
5499         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5500                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5501
5502         /* i = current_threshold + 1 */
5503         i++;
5504
5505         /*
5506          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5507          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5508          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5509          * only one element of the array here.
5510          */
5511         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5512                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5513
5514         /* Update current_threshold */
5515         t->current_threshold = i - 1;
5516 unlock:
5517         rcu_read_unlock();
5518 }
5519
5520 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5521 {
5522         while (memcg) {
5523                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5524                 if (do_swap_account)
5525                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5526
5527                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5528         }
5529 }
5530
5531 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5532 {
5533         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5534         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5535
5536         return _a->threshold - _b->threshold;
5537 }
5538
5539 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5540 {
5541         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5542
5543         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5544                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5545         return 0;
5546 }
5547
5548 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5549 {
5550         struct mem_cgroup *iter;
5551
5552         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5553                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5554 }
5555
5556 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5557         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5558 {
5559         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5560         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5561         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5562         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5563         u64 threshold, usage;
5564         int i, size, ret;
5565
5566         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5567         if (ret)
5568                 return ret;
5569
5570         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5571
5572         if (type == _MEM)
5573                 thresholds = &memcg->thresholds;
5574         else if (type == _MEMSWAP)
5575                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5576         else
5577                 BUG();
5578
5579         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5580
5581         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5582         if (thresholds->primary)
5583                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5584
5585         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5586
5587         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5588         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5589                         GFP_KERNEL);
5590         if (!new) {
5591                 ret = -ENOMEM;
5592                 goto unlock;
5593         }
5594         new->size = size;
5595
5596         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5597         if (thresholds->primary) {
5598                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5599                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5600         }
5601
5602         /* Add new threshold */
5603         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5604         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5605
5606         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5607         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5608                         compare_thresholds, NULL);
5609
5610         /* Find current threshold */
5611         new->current_threshold = -1;
5612         for (i = 0; i < size; i++) {
5613                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5614                         /*
5615                          * new->current_threshold will not be used until
5616                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5617                          * it here.
5618                          */
5619                         ++new->current_threshold;
5620                 } else
5621                         break;
5622         }
5623
5624         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5625         kfree(thresholds->spare);
5626         thresholds->spare = thresholds->primary;
5627
5628         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5629
5630         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5631         synchronize_rcu();
5632
5633 unlock:
5634         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5635
5636         return ret;
5637 }
5638
5639 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5640         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5641 {
5642         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5643         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5644         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5645         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5646         u64 usage;
5647         int i, j, size;
5648
5649         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5650         if (type == _MEM)
5651                 thresholds = &memcg->thresholds;
5652         else if (type == _MEMSWAP)
5653                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5654         else
5655                 BUG();
5656
5657         if (!thresholds->primary)
5658                 goto unlock;
5659
5660         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5661
5662         /* Check if a threshold crossed before removing */
5663         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5664
5665         /* Calculate new number of threshold */
5666         size = 0;
5667         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5668                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5669                         size++;
5670         }
5671
5672         new = thresholds->spare;
5673
5674         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5675         if (!size) {
5676                 kfree(new);
5677                 new = NULL;
5678                 goto swap_buffers;
5679         }
5680
5681         new->size = size;
5682
5683         /* Copy thresholds and find current threshold */
5684         new->current_threshold = -1;
5685         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5686                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5687                         continue;
5688
5689                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5690                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5691                         /*
5692                          * new->current_threshold will not be used
5693                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5694                          * it here.
5695                          */
5696                         ++new->current_threshold;
5697                 }
5698                 j++;
5699         }
5700
5701 swap_buffers:
5702         /* Swap primary and spare array */
5703         thresholds->spare = thresholds->primary;
5704         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5705         if (!new) {
5706                 kfree(thresholds->spare);
5707                 thresholds->spare = NULL;
5708         }
5709
5710         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5711
5712         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5713         synchronize_rcu();
5714 unlock:
5715         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5716 }
5717
5718 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5719         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5720 {
5721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5722         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5723         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5724
5725         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5726         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5727         if (!event)
5728                 return -ENOMEM;
5729
5730         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5731
5732         event->eventfd = eventfd;
5733         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5734
5735         /* already in OOM ? */
5736         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5737                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5738         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5739
5740         return 0;
5741 }
5742
5743 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5744         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5745 {
5746         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5747         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5748         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5749
5750         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5751
5752         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5753
5754         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5755                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5756                         list_del(&ev->list);
5757                         kfree(ev);
5758                 }
5759         }
5760
5761         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5762 }
5763
5764 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5765         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5766 {
5767         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5768
5769         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5770
5771         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5772                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5773         else
5774                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5775         return 0;
5776 }
5777
5778 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5779         struct cftype *cft, u64 val)
5780 {
5781         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5782         struct mem_cgroup *parent;
5783
5784         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5785         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5786                 return -EINVAL;
5787
5788         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5789
5790         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5791         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5792         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5793                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5794                 return -EINVAL;
5795         }
5796         memcg->oom_kill_disable = val;
5797         if (!val)
5798                 memcg_oom_recover(memcg);
5799         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5800         return 0;
5801 }
5802
5803 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5804 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5805 {
5806         int ret;
5807
5808         memcg->kmemcg_id = -1;
5809         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5810         if (ret)
5811                 return ret;
5812
5813         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5814 };
5815
5816 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5817 {
5818         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5819
5820         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5821
5822         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5823                 return;
5824
5825         /*
5826          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5827          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5828          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5829          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5830          */
5831         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5832                 mem_cgroup_put(memcg);
5833 }
5834 #else
5835 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5836 {
5837         return 0;
5838 }
5839
5840 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5841 {
5842 }
5843 #endif
5844
5845 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5846         {
5847                 .name = "usage_in_bytes",
5848                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5849                 .read = mem_cgroup_read,
5850                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5851                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5852         },
5853         {
5854                 .name = "max_usage_in_bytes",
5855                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5856                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5857                 .read = mem_cgroup_read,
5858         },
5859         {
5860                 .name = "limit_in_bytes",
5861                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5862                 .write_string = mem_cgroup_write,
5863                 .read = mem_cgroup_read,
5864         },
5865         {
5866                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5868                 .write_string = mem_cgroup_write,
5869                 .read = mem_cgroup_read,
5870         },
5871         {
5872                 .name = "failcnt",
5873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5874                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5875                 .read = mem_cgroup_read,
5876         },
5877         {
5878                 .name = "stat",
5879                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5880         },
5881         {
5882                 .name = "force_empty",
5883                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5884         },
5885         {
5886                 .name = "use_hierarchy",
5887                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5888                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5889         },
5890         {
5891                 .name = "swappiness",
5892                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5893                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5894         },
5895         {
5896                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5897                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5898                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5899         },
5900         {
5901                 .name = "oom_control",
5902                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5903                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5904                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5905                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5906                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5907         },
5908 #ifdef CONFIG_NUMA
5909         {
5910                 .name = "numa_stat",
5911                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5912         },
5913 #endif
5914 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5915         {
5916                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5917                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5918                 .write_string = mem_cgroup_write,
5919                 .read = mem_cgroup_read,
5920         },
5921         {
5922                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5923                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5924                 .read = mem_cgroup_read,
5925         },
5926         {
5927                 .name = "kmem.failcnt",
5928                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5929                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5930                 .read = mem_cgroup_read,
5931         },
5932         {
5933                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5934                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5935                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5936                 .read = mem_cgroup_read,
5937         },
5938 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5939         {
5940                 .name = "kmem.slabinfo",
5941                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5942         },
5943 #endif
5944 #endif
5945         { },    /* terminate */
5946 };
5947
5948 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5949 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5950         {
5951                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5952                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5953                 .read = mem_cgroup_read,
5954                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5955                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5956         },
5957         {
5958                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5960                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5961                 .read = mem_cgroup_read,
5962         },
5963         {
5964                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5966                 .write_string = mem_cgroup_write,
5967                 .read = mem_cgroup_read,
5968         },
5969         {
5970                 .name = "memsw.failcnt",
5971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5972                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5973                 .read = mem_cgroup_read,
5974         },
5975         { },    /* terminate */
5976 };
5977 #endif
5978 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5979 {
5980         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5981         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5982         int zone, tmp = node;
5983         /*
5984          * This routine is called against possible nodes.
5985          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5986          *
5987          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5988          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5989          *       function.
5990          */
5991         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5992                 tmp = -1;
5993         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5994         if (!pn)
5995                 return 1;
5996
5997         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5998                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5999                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6000                 mz->usage_in_excess = 0;
6001                 mz->on_tree = false;
6002                 mz->memcg = memcg;
6003         }
6004         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6005         return 0;
6006 }
6007
6008 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6009 {
6010         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6011 }
6012
6013 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6014 {
6015         struct mem_cgroup *memcg;
6016         size_t size = memcg_size();
6017
6018         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6019         if (size < PAGE_SIZE)
6020                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6021         else
6022                 memcg = vzalloc(size);
6023
6024         if (!memcg)
6025                 return NULL;
6026
6027         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6028         if (!memcg->stat)
6029                 goto out_free;
6030         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6031         return memcg;
6032
6033 out_free:
6034         if (size < PAGE_SIZE)
6035                 kfree(memcg);
6036         else
6037                 vfree(memcg);
6038         return NULL;
6039 }
6040
6041 /*
6042  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6043  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6044  *
6045  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6046  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6047  * it goes down to 0.
6048  *
6049  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6050  */
6051
6052 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6053 {
6054         int node;
6055         size_t size = memcg_size();
6056
6057         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6058         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6059
6060         for_each_node(node)
6061                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6062
6063         free_percpu(memcg->stat);
6064
6065         /*
6066          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6067          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6068          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6069          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6070          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6071          *
6072          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6073          * to move this code around, and make sure it is outside
6074          * the cgroup_lock.
6075          */
6076         disarm_static_keys(memcg);
6077         if (size < PAGE_SIZE)
6078                 kfree(memcg);
6079         else
6080                 vfree(memcg);
6081 }
6082
6083
6084 /*
6085  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6086  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6087  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6088  */
6089 static void free_work(struct work_struct *work)
6090 {
6091         struct mem_cgroup *memcg;
6092
6093         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6094         __mem_cgroup_free(memcg);
6095 }
6096
6097 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6098 {
6099         struct mem_cgroup *memcg;
6100
6101         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6102         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6103         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6104 }
6105
6106 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6107 {
6108         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6109 }
6110
6111 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6112 {
6113         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6114                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6115                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6116                 if (parent)
6117                         mem_cgroup_put(parent);
6118         }
6119 }
6120
6121 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6122 {
6123         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6124 }
6125
6126 /*
6127  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6128  */
6129 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6130 {
6131         if (!memcg->res.parent)
6132                 return NULL;
6133         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6134 }
6135 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6136
6137 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6138 {
6139         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6140         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6141         int tmp, node, zone;
6142
6143         for_each_node(node) {
6144                 tmp = node;
6145                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6146                         tmp = -1;
6147                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6148                 BUG_ON(!rtpn);
6149
6150                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6151
6152                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6153                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6154                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6155                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6156                 }
6157         }
6158 }
6159
6160 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6161 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6162 {
6163         struct mem_cgroup *memcg;
6164         long error = -ENOMEM;
6165         int node;
6166
6167         memcg = mem_cgroup_alloc();
6168         if (!memcg)
6169                 return ERR_PTR(error);
6170
6171         for_each_node(node)
6172                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6173                         goto free_out;
6174
6175         /* root ? */
6176         if (cont->parent == NULL) {
6177                 root_mem_cgroup = memcg;
6178                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6179                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6180                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6181         }
6182
6183         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6184         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6185         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6186         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6187         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6188         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6189
6190         return &memcg->css;
6191
6192 free_out:
6193         __mem_cgroup_free(memcg);
6194         return ERR_PTR(error);
6195 }
6196
6197 static int
6198 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6199 {
6200         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6201         int error = 0;
6202
6203         if (!cont->parent)
6204                 return 0;
6205
6206         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6207         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6208         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6209
6210         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6211         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6212         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6213
6214         if (parent->use_hierarchy) {
6215                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6216                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6217                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6218
6219                 /*
6220                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6221                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6222                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6223                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6224                  */
6225                 mem_cgroup_get(parent);
6226         } else {
6227                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6228                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6229                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6230                 /*
6231                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6232                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6233                  * unfortunate state in our controller.
6234                  */
6235                 if (parent != root_mem_cgroup)
6236                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6237         }
6238
6239         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6240         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6241         if (error) {
6242                 /*
6243                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6244                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6245                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6246                  */
6247                 mem_cgroup_put(memcg);
6248                 if (parent->use_hierarchy)
6249                         mem_cgroup_put(parent);
6250         }
6251         return error;
6252 }
6253
6254 /*
6255  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6256  */
6257 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6258 {
6259         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6260
6261         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6262                 atomic_inc(&parent->dead_count);
6263
6264         /*
6265          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6266          * explicitely.
6267          */
6268         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6269                 atomic_inc(&root_mem_cgroup->dead_count);
6270 }
6271
6272 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6273 {
6274         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6275
6276         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6277         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6278         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6279 }
6280
6281 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6282 {
6283         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6284
6285         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6286
6287         mem_cgroup_put(memcg);
6288 }
6289
6290 #ifdef CONFIG_MMU
6291 /* Handlers for move charge at task migration. */
6292 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6293 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6294 {
6295         int ret = 0;
6296         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6297         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6298
6299         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6300                 mc.precharge += count;
6301                 /* we don't need css_get for root */
6302                 return ret;
6303         }
6304         /* try to charge at once */
6305         if (count > 1) {
6306                 struct res_counter *dummy;
6307                 /*
6308                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6309                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6310                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6311                  * css_get().
6312                  */
6313                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6314                         goto one_by_one;
6315                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6316                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6317                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6318                         goto one_by_one;
6319                 }
6320                 mc.precharge += count;
6321                 return ret;
6322         }
6323 one_by_one:
6324         /* fall back to one by one charge */
6325         while (count--) {
6326                 if (signal_pending(current)) {
6327                         ret = -EINTR;
6328                         break;
6329                 }
6330                 if (!batch_count--) {
6331                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6332                         cond_resched();
6333                 }
6334                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6335                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6336                 if (ret)
6337                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6338                         return ret;
6339                 mc.precharge++;
6340         }
6341         return ret;
6342 }
6343
6344 /**
6345  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6346  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6347  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6348  * @ptent: the pte to be checked
6349  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6350  *
6351  * Returns
6352  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6353  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6354  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6355  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6356  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6357  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6358  *     in target->ent.
6359  *
6360  * Called with pte lock held.
6361  */
6362 union mc_target {
6363         struct page     *page;
6364         swp_entry_t     ent;
6365 };
6366
6367 enum mc_target_type {
6368         MC_TARGET_NONE = 0,
6369         MC_TARGET_PAGE,
6370         MC_TARGET_SWAP,
6371 };
6372
6373 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6374                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6375 {
6376         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6377
6378         if (!page || !page_mapped(page))
6379                 return NULL;
6380         if (PageAnon(page)) {
6381                 /* we don't move shared anon */
6382                 if (!move_anon())
6383                         return NULL;
6384         } else if (!move_file())
6385                 /* we ignore mapcount for file pages */
6386                 return NULL;
6387         if (!get_page_unless_zero(page))
6388                 return NULL;
6389
6390         return page;
6391 }
6392
6393 #ifdef CONFIG_SWAP
6394 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6395                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6396 {
6397         struct page *page = NULL;
6398         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6399
6400         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6401                 return NULL;
6402         /*
6403          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6404          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6405          */
6406         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6407         if (do_swap_account)
6408                 entry->val = ent.val;
6409
6410         return page;
6411 }
6412 #else
6413 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6414                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6415 {
6416         return NULL;
6417 }
6418 #endif
6419
6420 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6421                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6422 {
6423         struct page *page = NULL;
6424         struct address_space *mapping;
6425         pgoff_t pgoff;
6426
6427         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6428                 return NULL;
6429         if (!move_file())
6430                 return NULL;
6431
6432         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6433         if (pte_none(ptent))
6434                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6435         else /* pte_file(ptent) is true */
6436                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6437
6438         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6439         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6440
6441 #ifdef CONFIG_SWAP
6442         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6443         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6444                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6445                 if (do_swap_account)
6446                         *entry = swap;
6447                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6448         }
6449 #endif
6450         return page;
6451 }
6452
6453 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6454                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6455 {
6456         struct page *page = NULL;
6457         struct page_cgroup *pc;
6458         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6459         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6460
6461         if (pte_present(ptent))
6462                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6463         else if (is_swap_pte(ptent))
6464                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6465         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6466                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6467
6468         if (!page && !ent.val)
6469                 return ret;
6470         if (page) {
6471                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6472                 /*
6473                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6474                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6475                  * the lock.
6476                  */
6477                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6478                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6479                         if (target)
6480                                 target->page = page;
6481                 }
6482                 if (!ret || !target)
6483                         put_page(page);
6484         }
6485         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6486         if (ent.val && !ret &&
6487                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6488                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6489                 if (target)
6490                         target->ent = ent;
6491         }
6492         return ret;
6493 }
6494
6495 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6496 /*
6497  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6498  * support them for now.
6499  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6500  */
6501 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6502                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6503 {
6504         struct page *page = NULL;
6505         struct page_cgroup *pc;
6506         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6507
6508         page = pmd_page(pmd);
6509         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6510         if (!move_anon())
6511                 return ret;
6512         pc = lookup_page_cgroup(page);
6513         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6514                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6515                 if (target) {
6516                         get_page(page);
6517                         target->page = page;
6518                 }
6519         }
6520         return ret;
6521 }
6522 #else
6523 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6524                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6525 {
6526         return MC_TARGET_NONE;
6527 }
6528 #endif
6529
6530 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6531                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6532                                         struct mm_walk *walk)
6533 {
6534         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6535         pte_t *pte;
6536         spinlock_t *ptl;
6537
6538         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6539                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6540                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6541                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6542                 return 0;
6543         }
6544
6545         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6546                 return 0;
6547         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6548         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6549                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6550                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6551         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6552         cond_resched();
6553
6554         return 0;
6555 }
6556
6557 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6558 {
6559         unsigned long precharge;
6560         struct vm_area_struct *vma;
6561
6562         down_read(&mm->mmap_sem);
6563         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6564                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6565                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6566                         .mm = mm,
6567                         .private = vma,
6568                 };
6569                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6570                         continue;
6571                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6572                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6573         }
6574         up_read(&mm->mmap_sem);
6575
6576         precharge = mc.precharge;
6577         mc.precharge = 0;
6578
6579         return precharge;
6580 }
6581
6582 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6583 {
6584         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6585
6586         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6587         mc.moving_task = current;
6588         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6589 }
6590
6591 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6592 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6593 {
6594         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6595         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6596
6597         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6598         if (mc.precharge) {
6599                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6600                 mc.precharge = 0;
6601         }
6602         /*
6603          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6604          * we must uncharge here.
6605          */
6606         if (mc.moved_charge) {
6607                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6608                 mc.moved_charge = 0;
6609         }
6610         /* we must fixup refcnts and charges */
6611         if (mc.moved_swap) {
6612                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6613                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6614                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6615                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6616                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6617
6618                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6619                         /*
6620                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6621                          * uncharge to->res.
6622                          */
6623                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6624                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6625                 }
6626                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6627                 mc.moved_swap = 0;
6628         }
6629         memcg_oom_recover(from);
6630         memcg_oom_recover(to);
6631         wake_up_all(&mc.waitq);
6632 }
6633
6634 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6635 {
6636         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6637
6638         /*
6639          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6640          * task migration.
6641          */
6642         mc.moving_task = NULL;
6643         __mem_cgroup_clear_mc();
6644         spin_lock(&mc.lock);
6645         mc.from = NULL;
6646         mc.to = NULL;
6647         spin_unlock(&mc.lock);
6648         mem_cgroup_end_move(from);
6649 }
6650
6651 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6652                                  struct cgroup_taskset *tset)
6653 {
6654         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6655         int ret = 0;
6656         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6657         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6658
6659         /*
6660          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6661          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6662          * So we need to save it, and keep it going.
6663          */
6664         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6665         if (move_charge_at_immigrate) {
6666                 struct mm_struct *mm;
6667                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6668
6669                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6670
6671                 mm = get_task_mm(p);
6672                 if (!mm)
6673                         return 0;
6674                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6675                 if (mm->owner == p) {
6676                         VM_BUG_ON(mc.from);
6677                         VM_BUG_ON(mc.to);
6678                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6679                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6680                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6681                         mem_cgroup_start_move(from);
6682                         spin_lock(&mc.lock);
6683                         mc.from = from;
6684                         mc.to = memcg;
6685                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6686                         spin_unlock(&mc.lock);
6687                         /* We set mc.moving_task later */
6688
6689                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6690                         if (ret)
6691                                 mem_cgroup_clear_mc();
6692                 }
6693                 mmput(mm);
6694         }
6695         return ret;
6696 }
6697
6698 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6699                                      struct cgroup_taskset *tset)
6700 {
6701         mem_cgroup_clear_mc();
6702 }
6703
6704 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6705                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6706                                 struct mm_walk *walk)
6707 {
6708         int ret = 0;
6709         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6710         pte_t *pte;
6711         spinlock_t *ptl;
6712         enum mc_target_type target_type;
6713         union mc_target target;
6714         struct page *page;
6715         struct page_cgroup *pc;
6716
6717         /*
6718          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6719          * happens because:
6720          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6721          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6722          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6723          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6724          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6725          *    part of thp split is not executed yet.
6726          */
6727         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6728                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6729                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6730                         return 0;
6731                 }
6732                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6733                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6734                         page = target.page;
6735                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6736                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6737                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6738                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6739                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6740                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6741                                 }
6742                                 putback_lru_page(page);
6743                         }
6744                         put_page(page);
6745                 }
6746                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6747                 return 0;
6748         }
6749
6750         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6751                 return 0;
6752 retry:
6753         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6754         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6755                 pte_t ptent = *(pte++);
6756                 swp_entry_t ent;
6757
6758                 if (!mc.precharge)
6759                         break;
6760
6761                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6762                 case MC_TARGET_PAGE:
6763                         page = target.page;
6764                         if (isolate_lru_page(page))
6765                                 goto put;
6766                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6767                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6768                                                      mc.from, mc.to)) {
6769                                 mc.precharge--;
6770                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6771                                 mc.moved_charge++;
6772                         }
6773                         putback_lru_page(page);
6774 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6775                         put_page(page);
6776                         break;
6777                 case MC_TARGET_SWAP:
6778                         ent = target.ent;
6779                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6780                                 mc.precharge--;
6781                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6782                                 mc.moved_swap++;
6783                         }
6784                         break;
6785                 default:
6786                         break;
6787                 }
6788         }
6789         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6790         cond_resched();
6791
6792         if (addr != end) {
6793                 /*
6794                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6795                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6796                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6797                  * phase.
6798                  */
6799                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6800                 if (!ret)
6801                         goto retry;
6802         }
6803
6804         return ret;
6805 }
6806
6807 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6808 {
6809         struct vm_area_struct *vma;
6810
6811         lru_add_drain_all();
6812 retry:
6813         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6814                 /*
6815                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6816                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6817                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6818                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6819                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6820                  */
6821                 __mem_cgroup_clear_mc();
6822                 cond_resched();
6823                 goto retry;
6824         }
6825         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6826                 int ret;
6827                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6828                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6829                         .mm = mm,
6830                         .private = vma,
6831                 };
6832                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6833                         continue;
6834                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6835                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6836                 if (ret)
6837                         /*
6838                          * means we have consumed all precharges and failed in
6839                          * doing additional charge. Just abandon here.
6840                          */
6841                         break;
6842         }
6843         up_read(&mm->mmap_sem);
6844 }
6845
6846 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6847                                  struct cgroup_taskset *tset)
6848 {
6849         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6850         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6851
6852         if (mm) {
6853                 if (mc.to)
6854                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6855                 mmput(mm);
6856         }
6857         if (mc.to)
6858                 mem_cgroup_clear_mc();
6859 }
6860 #else   /* !CONFIG_MMU */
6861 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6862                                  struct cgroup_taskset *tset)
6863 {
6864         return 0;
6865 }
6866 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6867                                      struct cgroup_taskset *tset)
6868 {
6869 }
6870 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6871                                  struct cgroup_taskset *tset)
6872 {
6873 }
6874 #endif
6875
6876 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6877         .name = "memory",
6878         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6879         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6880         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6881         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6882         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6883         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6884         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6885         .attach = mem_cgroup_move_task,
6886         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6887         .early_init = 0,
6888         .use_id = 1,
6889 };
6890
6891 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6892 static int __init enable_swap_account(char *s)
6893 {
6894         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6895         if (!strcmp(s, "1"))
6896                 really_do_swap_account = 1;
6897         else if (!strcmp(s, "0"))
6898                 really_do_swap_account = 0;
6899         return 1;
6900 }
6901 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6902
6903 static void __init memsw_file_init(void)
6904 {
6905         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6906 }
6907
6908 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6909 {
6910         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6911                 do_swap_account = 1;
6912                 memsw_file_init();
6913         }
6914 }
6915
6916 #else
6917 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6918 {
6919 }
6920 #endif
6921
6922 /*
6923  * subsys_initcall() for memory controller.
6924  *
6925  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6926  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6927  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6928  * be initialized from here.
6929  */
6930 static int __init mem_cgroup_init(void)
6931 {
6932         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6933         enable_swap_cgroup();
6934         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6935         memcg_stock_init();
6936         return 0;
6937 }
6938 subsys_initcall(mem_cgroup_init);