4748966b1511c94956658c42d539d6b2b0ca3c31
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 struct mem_cgroup_lru_info {
191         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
192 };
193
194 /*
195  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
196  * their hierarchy representation
197  */
198
199 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
200         struct rb_root rb_root;
201         spinlock_t lock;
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree_per_node {
205         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_tree {
209         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
210 };
211
212 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
213
214 struct mem_cgroup_threshold {
215         struct eventfd_ctx *eventfd;
216         u64 threshold;
217 };
218
219 /* For threshold */
220 struct mem_cgroup_threshold_ary {
221         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
222         int current_threshold;
223         /* Size of entries[] */
224         unsigned int size;
225         /* Array of thresholds */
226         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
227 };
228
229 struct mem_cgroup_thresholds {
230         /* Primary thresholds array */
231         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
232         /*
233          * Spare threshold array.
234          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
235          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
236          */
237         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
238 };
239
240 /* for OOM */
241 struct mem_cgroup_eventfd_list {
242         struct list_head list;
243         struct eventfd_ctx *eventfd;
244 };
245
246 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
247 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
248
249 /*
250  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
251  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
252  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
253  * to help the administrator determine what knobs to tune.
254  *
255  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
256  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
257  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
258  * a feature that will be implemented much later in the future.
259  */
260 struct mem_cgroup {
261         struct cgroup_subsys_state css;
262         /*
263          * the counter to account for memory usage
264          */
265         struct res_counter res;
266
267         /* vmpressure notifications */
268         struct vmpressure vmpressure;
269
270         union {
271                 /*
272                  * the counter to account for mem+swap usage.
273                  */
274                 struct res_counter memsw;
275
276                 /*
277                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
278                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
279                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
280                  * in a union with the res field, but res plays a much
281                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
282                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
283                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
284                  */
285                 struct rcu_head rcu_freeing;
286                 /*
287                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
288                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
289                  */
290                 struct work_struct work_freeing;
291         };
292
293         /*
294          * the counter to account for kernel memory usage.
295          */
296         struct res_counter kmem;
297         /*
298          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
299          */
300         bool use_hierarchy;
301         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
302
303         bool            oom_lock;
304         atomic_t        under_oom;
305
306         atomic_t        refcnt;
307
308         int     swappiness;
309         /* OOM-Killer disable */
310         int             oom_kill_disable;
311
312         /* set when res.limit == memsw.limit */
313         bool            memsw_is_minimum;
314
315         /* protect arrays of thresholds */
316         struct mutex thresholds_lock;
317
318         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
319         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
320
321         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
322         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
323
324         /* For oom notifier event fd */
325         struct list_head oom_notify;
326
327         /*
328          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
329          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
330          */
331         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
332         /*
333          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
334          */
335         atomic_t        moving_account;
336         /* taken only while moving_account > 0 */
337         spinlock_t      move_lock;
338         /*
339          * percpu counter.
340          */
341         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
342         /*
343          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
344          * See mem_cgroup_read_stat().
345          */
346         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
347         spinlock_t pcp_counter_lock;
348
349         atomic_t        dead_count;
350 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
351         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
352 #endif
353 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
354         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
355         struct list_head memcg_slab_caches;
356         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
357         struct mutex slab_caches_mutex;
358         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
359         int kmemcg_id;
360 #endif
361
362         int last_scanned_node;
363 #if MAX_NUMNODES > 1
364         nodemask_t      scan_nodes;
365         atomic_t        numainfo_events;
366         atomic_t        numainfo_updating;
367 #endif
368
369         /*
370          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
371          * per zone LRU lists.
372          *
373          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
374          * add new fields after this point.
375          */
376         struct mem_cgroup_lru_info info;
377 };
378
379 static size_t memcg_size(void)
380 {
381         return sizeof(struct mem_cgroup) +
382                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
383 }
384
385 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
386 enum {
387         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
388         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
389         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
390 };
391
392 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
393 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
394                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
395
396 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
397 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
400 }
401
402 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
403 {
404         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
405 }
406
407 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
408 {
409         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
410 }
411
412 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
413 {
414         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416
417 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
418 {
419         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
420                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
421 }
422
423 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
426                                   &memcg->kmem_account_flags);
427 }
428 #endif
429
430 /* Stuffs for move charges at task migration. */
431 /*
432  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
433  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
434  */
435 enum move_type {
436         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
437         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
438         NR_MOVE_TYPE,
439 };
440
441 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
442 static struct move_charge_struct {
443         spinlock_t        lock; /* for from, to */
444         struct mem_cgroup *from;
445         struct mem_cgroup *to;
446         unsigned long immigrate_flags;
447         unsigned long precharge;
448         unsigned long moved_charge;
449         unsigned long moved_swap;
450         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
451         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
452 } mc = {
453         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
454         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
455 };
456
457 static bool move_anon(void)
458 {
459         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
460 }
461
462 static bool move_file(void)
463 {
464         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
465 }
466
467 /*
468  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
469  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
470  */
471 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
472 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
473
474 enum charge_type {
475         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
476         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
477         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
478         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
479         NR_CHARGE_TYPE,
480 };
481
482 /* for encoding cft->private value on file */
483 enum res_type {
484         _MEM,
485         _MEMSWAP,
486         _OOM_TYPE,
487         _KMEM,
488 };
489
490 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
491 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
492 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
493 /* Used for OOM nofiier */
494 #define OOM_CONTROL             (0)
495
496 /*
497  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
498  */
499 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
500 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
501 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
502 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
503
504 /*
505  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
506  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
507  * appearing has to hold it as well.
508  */
509 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
510
511 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
512 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
513
514 static inline
515 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
516 {
517         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
518 }
519
520 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
521 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
522 {
523         if (!memcg)
524                 memcg = root_mem_cgroup;
525         return &memcg->vmpressure;
526 }
527
528 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
529 {
530         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
531 }
532
533 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
534 {
535         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
536 }
537
538 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
539 {
540         return (memcg == root_mem_cgroup);
541 }
542
543 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
544 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
545
546 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
547 {
548         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
549                 struct mem_cgroup *memcg;
550                 struct cg_proto *cg_proto;
551
552                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
553
554                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
555                  * filled. It won't however, necessarily happen from
556                  * process context. So the test for root memcg given
557                  * the current task's memcg won't help us in this case.
558                  *
559                  * Respecting the original socket's memcg is a better
560                  * decision in this case.
561                  */
562                 if (sk->sk_cgrp) {
563                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
564                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
565                         return;
566                 }
567
568                 rcu_read_lock();
569                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
570                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
571                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
572                         mem_cgroup_get(memcg);
573                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
574                 }
575                 rcu_read_unlock();
576         }
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
579
580 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
581 {
582         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
583                 struct mem_cgroup *memcg;
584                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
585                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
586                 mem_cgroup_put(memcg);
587         }
588 }
589
590 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
591 {
592         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
593                 return NULL;
594
595         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
598
599 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
600 {
601         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
602                 return;
603         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
604 }
605 #else
606 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
607 {
608 }
609 #endif
610
611 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
612 /*
613  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
614  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
615  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
616  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
617  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
618  *     200 entry array for that.
619  *
620  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
621  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
622  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
623  *     core for this
624  *
625  * The current size of the caches array is stored in
626  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
627  * increase it.
628  */
629 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
630 int memcg_limited_groups_array_size;
631
632 /*
633  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
634  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
635  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
636  * tunable, but that is strictly not necessary.
637  *
638  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
639  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
640  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
641  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
642  * increase ours as well if it increases.
643  */
644 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
645 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
646
647 /*
648  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
649  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
650  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
651  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
652  */
653 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
654 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
655
656 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
659                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
660                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
661         }
662         /*
663          * This check can't live in kmem destruction function,
664          * since the charges will outlive the cgroup
665          */
666         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
667 }
668 #else
669 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
670 {
671 }
672 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
673
674 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
675 {
676         disarm_sock_keys(memcg);
677         disarm_kmem_keys(memcg);
678 }
679
680 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
681
682 static struct mem_cgroup_per_zone *
683 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
684 {
685         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
686         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
687 }
688
689 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
690 {
691         return &memcg->css;
692 }
693
694 static struct mem_cgroup_per_zone *
695 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
696 {
697         int nid = page_to_nid(page);
698         int zid = page_zonenum(page);
699
700         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
701 }
702
703 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
704 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
705 {
706         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
707 }
708
709 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
710 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
711 {
712         int nid = page_to_nid(page);
713         int zid = page_zonenum(page);
714
715         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
716 }
717
718 static void
719 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
720                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
721                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
722                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
723 {
724         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
725         struct rb_node *parent = NULL;
726         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
727
728         if (mz->on_tree)
729                 return;
730
731         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
732         if (!mz->usage_in_excess)
733                 return;
734         while (*p) {
735                 parent = *p;
736                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
737                                         tree_node);
738                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
739                         p = &(*p)->rb_left;
740                 /*
741                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
742                  * limit by the same amount
743                  */
744                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
745                         p = &(*p)->rb_right;
746         }
747         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
748         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
749         mz->on_tree = true;
750 }
751
752 static void
753 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
754                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         if (!mz->on_tree)
758                 return;
759         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
760         mz->on_tree = false;
761 }
762
763 static void
764 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
765                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
766                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
767 {
768         spin_lock(&mctz->lock);
769         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770         spin_unlock(&mctz->lock);
771 }
772
773
774 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
775 {
776         unsigned long long excess;
777         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
778         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
779         int nid = page_to_nid(page);
780         int zid = page_zonenum(page);
781         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
782
783         /*
784          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
785          * because their event counter is not touched.
786          */
787         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
788                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
789                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
790                 /*
791                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
792                  * mem is over its softlimit.
793                  */
794                 if (excess || mz->on_tree) {
795                         spin_lock(&mctz->lock);
796                         /* if on-tree, remove it */
797                         if (mz->on_tree)
798                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
799                         /*
800                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
801                          * If excess is 0, no tree ops.
802                          */
803                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
804                         spin_unlock(&mctz->lock);
805                 }
806         }
807 }
808
809 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
810 {
811         int node, zone;
812         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
813         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
814
815         for_each_node(node) {
816                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
817                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
818                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
819                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
820                 }
821         }
822 }
823
824 static struct mem_cgroup_per_zone *
825 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
826 {
827         struct rb_node *rightmost = NULL;
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830 retry:
831         mz = NULL;
832         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
833         if (!rightmost)
834                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
835
836         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
837         /*
838          * Remove the node now but someone else can add it back,
839          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
840          * position in the tree.
841          */
842         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
843         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
844                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
845                 goto retry;
846 done:
847         return mz;
848 }
849
850 static struct mem_cgroup_per_zone *
851 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
852 {
853         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
854
855         spin_lock(&mctz->lock);
856         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
857         spin_unlock(&mctz->lock);
858         return mz;
859 }
860
861 /*
862  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
863  *
864  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
865  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
866  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
867  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
868  *
869  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
870  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
871  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
872  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
873  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
874  *
875  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
876  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
877  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
878  * implemented.
879  */
880 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
881                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
882 {
883         long val = 0;
884         int cpu;
885
886         get_online_cpus();
887         for_each_online_cpu(cpu)
888                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
889 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
890         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
891         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
892         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
893 #endif
894         put_online_cpus();
895         return val;
896 }
897
898 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
899                                          bool charge)
900 {
901         int val = (charge) ? 1 : -1;
902         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
903 }
904
905 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
906                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
907 {
908         unsigned long val = 0;
909         int cpu;
910
911         for_each_online_cpu(cpu)
912                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
913 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
914         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
915         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
916         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
917 #endif
918         return val;
919 }
920
921 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
922                                          struct page *page,
923                                          bool anon, int nr_pages)
924 {
925         preempt_disable();
926
927         /*
928          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
929          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
930          */
931         if (anon)
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
933                                 nr_pages);
934         else
935                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
936                                 nr_pages);
937
938         if (PageTransHuge(page))
939                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
940                                 nr_pages);
941
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
945         else {
946                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
951
952         preempt_enable();
953 }
954
955 unsigned long
956 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
957 {
958         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959
960         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
961         return mz->lru_size[lru];
962 }
963
964 static unsigned long
965 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
966                         unsigned int lru_mask)
967 {
968         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
969         enum lru_list lru;
970         unsigned long ret = 0;
971
972         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
973
974         for_each_lru(lru) {
975                 if (BIT(lru) & lru_mask)
976                         ret += mz->lru_size[lru];
977         }
978         return ret;
979 }
980
981 static unsigned long
982 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
983                         int nid, unsigned int lru_mask)
984 {
985         u64 total = 0;
986         int zid;
987
988         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
989                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
990                                                 nid, zid, lru_mask);
991
992         return total;
993 }
994
995 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
996                         unsigned int lru_mask)
997 {
998         int nid;
999         u64 total = 0;
1000
1001         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1002                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1003         return total;
1004 }
1005
1006 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1007                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1008 {
1009         unsigned long val, next;
1010
1011         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1012         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1013         /* from time_after() in jiffies.h */
1014         if ((long)next - (long)val < 0) {
1015                 switch (target) {
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1017                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1020                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1021                         break;
1022                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1023                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1024                         break;
1025                 default:
1026                         break;
1027                 }
1028                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1029                 return true;
1030         }
1031         return false;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Check events in order.
1036  *
1037  */
1038 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1039 {
1040         preempt_disable();
1041         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1042         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1043                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1044                 bool do_softlimit;
1045                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1046
1047                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1048                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1049 #if MAX_NUMNODES > 1
1050                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1051                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1052 #endif
1053                 preempt_enable();
1054
1055                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1056                 if (unlikely(do_softlimit))
1057                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1058 #if MAX_NUMNODES > 1
1059                 if (unlikely(do_numainfo))
1060                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1061 #endif
1062         } else
1063                 preempt_enable();
1064 }
1065
1066 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1067 {
1068         return mem_cgroup_from_css(
1069                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1070 }
1071
1072 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1073 {
1074         /*
1075          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1076          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1077          * So this can be called with p == NULL.
1078          */
1079         if (unlikely(!p))
1080                 return NULL;
1081
1082         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1083 }
1084
1085 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1086 {
1087         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1088
1089         if (!mm)
1090                 return NULL;
1091         /*
1092          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1093          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1094          * pessimistic (rather than adding locks here).
1095          */
1096         rcu_read_lock();
1097         do {
1098                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1099                 if (unlikely(!memcg))
1100                         break;
1101         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1102         rcu_read_unlock();
1103         return memcg;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1108  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1109  *
1110  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1111  */
1112 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1113                 struct mem_cgroup *last_visited)
1114 {
1115         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1116
1117         /*
1118          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1119          * explicit visit.
1120          */
1121         if (!last_visited)
1122                 return root;
1123
1124         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1125                 : last_visited->css.cgroup;
1126 skip_node:
1127         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1128                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1129
1130         /*
1131          * Even if we found a group we have to make sure it is
1132          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1133          * skipped and we should continue the tree walk.
1134          * last_visited css is safe to use because it is
1135          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1136          */
1137         if (next_cgroup) {
1138                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1139                                 next_cgroup);
1140                 if (css_tryget(&mem->css))
1141                         return mem;
1142                 else {
1143                         prev_cgroup = next_cgroup;
1144                         goto skip_node;
1145                 }
1146         }
1147
1148         return NULL;
1149 }
1150
1151 /**
1152  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1153  * @root: hierarchy root
1154  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1155  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1156  *
1157  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1158  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1159  *
1160  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1161  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1162  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1163  *
1164  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1165  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1166  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1167  */
1168 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1169                                    struct mem_cgroup *prev,
1170                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1171 {
1172         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1173         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1174         unsigned long uninitialized_var(dead_count);
1175
1176         if (mem_cgroup_disabled())
1177                 return NULL;
1178
1179         if (!root)
1180                 root = root_mem_cgroup;
1181
1182         if (prev && !reclaim)
1183                 last_visited = prev;
1184
1185         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1186                 if (prev)
1187                         goto out_css_put;
1188                 return root;
1189         }
1190
1191         rcu_read_lock();
1192         while (!memcg) {
1193                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1194
1195                 if (reclaim) {
1196                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1197                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1198                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1199
1200                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1201                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1202                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1203                                 iter->last_visited = NULL;
1204                                 goto out_unlock;
1205                         }
1206
1207                         /*
1208                          * If the dead_count mismatches, a destruction
1209                          * has happened or is happening concurrently.
1210                          * If the dead_count matches, a destruction
1211                          * might still happen concurrently, but since
1212                          * we checked under RCU, that destruction
1213                          * won't free the object until we release the
1214                          * RCU reader lock.  Thus, the dead_count
1215                          * check verifies the pointer is still valid,
1216                          * css_tryget() verifies the cgroup pointed to
1217                          * is alive.
1218                          */
1219                         dead_count = atomic_read(&root->dead_count);
1220                         if (dead_count == iter->last_dead_count) {
1221                                 smp_rmb();
1222                                 last_visited = iter->last_visited;
1223                                 if (last_visited &&
1224                                     !css_tryget(&last_visited->css))
1225                                         last_visited = NULL;
1226                         }
1227                 }
1228
1229                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1230
1231                 if (reclaim) {
1232                         if (last_visited)
1233                                 css_put(&last_visited->css);
1234
1235                         iter->last_visited = memcg;
1236                         smp_wmb();
1237                         iter->last_dead_count = dead_count;
1238
1239                         if (!memcg)
1240                                 iter->generation++;
1241                         else if (!prev && memcg)
1242                                 reclaim->generation = iter->generation;
1243                 }
1244
1245                 if (prev && !memcg)
1246                         goto out_unlock;
1247         }
1248 out_unlock:
1249         rcu_read_unlock();
1250 out_css_put:
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253
1254         return memcg;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1259  * @root: hierarchy root
1260  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1261  */
1262 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1263                            struct mem_cgroup *prev)
1264 {
1265         if (!root)
1266                 root = root_mem_cgroup;
1267         if (prev && prev != root)
1268                 css_put(&prev->css);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1273  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1274  * be used for reference counting.
1275  */
1276 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1277         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1278              iter != NULL;                              \
1279              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1280
1281 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1282         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1283              iter != NULL;                              \
1284              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1285
1286 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1287 {
1288         struct mem_cgroup *memcg;
1289
1290         rcu_read_lock();
1291         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1292         if (unlikely(!memcg))
1293                 goto out;
1294
1295         switch (idx) {
1296         case PGFAULT:
1297                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1298                 break;
1299         case PGMAJFAULT:
1300                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1301                 break;
1302         default:
1303                 BUG();
1304         }
1305 out:
1306         rcu_read_unlock();
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1309
1310 /**
1311  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1312  * @zone: zone of the wanted lruvec
1313  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1314  *
1315  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1316  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1317  * is disabled.
1318  */
1319 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1320                                       struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1323         struct lruvec *lruvec;
1324
1325         if (mem_cgroup_disabled()) {
1326                 lruvec = &zone->lruvec;
1327                 goto out;
1328         }
1329
1330         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1331         lruvec = &mz->lruvec;
1332 out:
1333         /*
1334          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1335          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1336          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1337          */
1338         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1339                 lruvec->zone = zone;
1340         return lruvec;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1345  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1346  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1347  *
1348  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1349  * 1. charge
1350  * 2. moving account
1351  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1352  * It is added to LRU before charge.
1353  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1354  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1355  */
1356
1357 /**
1358  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1359  * @page: the page
1360  * @zone: zone of the page
1361  */
1362 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1363 {
1364         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1365         struct mem_cgroup *memcg;
1366         struct page_cgroup *pc;
1367         struct lruvec *lruvec;
1368
1369         if (mem_cgroup_disabled()) {
1370                 lruvec = &zone->lruvec;
1371                 goto out;
1372         }
1373
1374         pc = lookup_page_cgroup(page);
1375         memcg = pc->mem_cgroup;
1376
1377         /*
1378          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1379          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1380          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1381          *
1382          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1383          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1384          * of pc->mem_cgroup safe.
1385          */
1386         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1387                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1388
1389         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1390         lruvec = &mz->lruvec;
1391 out:
1392         /*
1393          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1394          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1395          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1396          */
1397         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1398                 lruvec->zone = zone;
1399         return lruvec;
1400 }
1401
1402 /**
1403  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1404  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1405  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1406  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1407  *
1408  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1409  * lru list.
1410  */
1411 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1412                                 int nr_pages)
1413 {
1414         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1415         unsigned long *lru_size;
1416
1417         if (mem_cgroup_disabled())
1418                 return;
1419
1420         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1421         lru_size = mz->lru_size + lru;
1422         *lru_size += nr_pages;
1423         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1428  * hierarchy subtree
1429  */
1430 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1431                                   struct mem_cgroup *memcg)
1432 {
1433         if (root_memcg == memcg)
1434                 return true;
1435         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1436                 return false;
1437         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1438 }
1439
1440 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1441                                        struct mem_cgroup *memcg)
1442 {
1443         bool ret;
1444
1445         rcu_read_lock();
1446         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1447         rcu_read_unlock();
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1452                         const struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1455         struct task_struct *p;
1456         bool ret;
1457
1458         p = find_lock_task_mm(task);
1459         if (p) {
1460                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1461                 task_unlock(p);
1462         } else {
1463                 /*
1464                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1465                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1466                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1467                  */
1468                 rcu_read_lock();
1469                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1470                 if (curr)
1471                         css_get(&curr->css);
1472                 rcu_read_unlock();
1473         }
1474         if (!curr)
1475                 return false;
1476         /*
1477          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1478          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1479          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1480          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1481          */
1482         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1483         css_put(&curr->css);
1484         return ret;
1485 }
1486
1487 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1488 {
1489         unsigned long inactive_ratio;
1490         unsigned long inactive;
1491         unsigned long active;
1492         unsigned long gb;
1493
1494         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1495         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1496
1497         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1498         if (gb)
1499                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1500         else
1501                 inactive_ratio = 1;
1502
1503         return inactive * inactive_ratio < active;
1504 }
1505
1506 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1507         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1508
1509 /**
1510  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1511  * @memcg: the memory cgroup
1512  *
1513  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1514  * pages.
1515  */
1516 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1517 {
1518         unsigned long long margin;
1519
1520         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1521         if (do_swap_account)
1522                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1523         return margin >> PAGE_SHIFT;
1524 }
1525
1526 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1527 {
1528         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1529
1530         /* root ? */
1531         if (cgrp->parent == NULL)
1532                 return vm_swappiness;
1533
1534         return memcg->swappiness;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1539  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1540  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1541  * rcu_read_lock(), like this:
1542  *
1543  *         CPU-A                                    CPU-B
1544  *                                              rcu_read_lock()
1545  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1546  *                                                   take heavy locks.
1547  *         synchronize_rcu()                    update something.
1548  *                                              rcu_read_unlock()
1549  *         start move here.
1550  */
1551
1552 /* for quick checking without looking up memcg */
1553 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1554
1555 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         atomic_inc(&memcg_moving);
1558         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1559         synchronize_rcu();
1560 }
1561
1562 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1563 {
1564         /*
1565          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1566          * We check NULL in callee rather than caller.
1567          */
1568         if (memcg) {
1569                 atomic_dec(&memcg_moving);
1570                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1571         }
1572 }
1573
1574 /*
1575  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1576  *
1577  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1578  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1579  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1580  *
1581  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1582  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1583  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1584  */
1585
1586 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1587 {
1588         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1589         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1590 }
1591
1592 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1593 {
1594         struct mem_cgroup *from;
1595         struct mem_cgroup *to;
1596         bool ret = false;
1597         /*
1598          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1599          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1600          */
1601         spin_lock(&mc.lock);
1602         from = mc.from;
1603         to = mc.to;
1604         if (!from)
1605                 goto unlock;
1606
1607         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1608                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1609 unlock:
1610         spin_unlock(&mc.lock);
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1617                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1618                         DEFINE_WAIT(wait);
1619                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1620                         /* moving charge context might have finished. */
1621                         if (mc.moving_task)
1622                                 schedule();
1623                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1624                         return true;
1625                 }
1626         }
1627         return false;
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Take this lock when
1632  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1633  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1634  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1635  */
1636 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1637                                   unsigned long *flags)
1638 {
1639         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1640 }
1641
1642 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1643                                 unsigned long *flags)
1644 {
1645         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1646 }
1647
1648 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1649 /**
1650  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1651  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1652  * @p: Task that is going to be killed
1653  *
1654  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1655  * enabled
1656  */
1657 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1658 {
1659         struct cgroup *task_cgrp;
1660         struct cgroup *mem_cgrp;
1661         /*
1662          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1663          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1664          * If this assumption is broken, revisit this code.
1665          */
1666         static char memcg_name[PATH_MAX];
1667         int ret;
1668         struct mem_cgroup *iter;
1669         unsigned int i;
1670
1671         if (!p)
1672                 return;
1673
1674         rcu_read_lock();
1675
1676         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1677         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1678
1679         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1680         if (ret < 0) {
1681                 /*
1682                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1683                  * But we'll still print out the usage information
1684                  */
1685                 rcu_read_unlock();
1686                 goto done;
1687         }
1688         rcu_read_unlock();
1689
1690         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1691
1692         rcu_read_lock();
1693         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1694         if (ret < 0) {
1695                 rcu_read_unlock();
1696                 goto done;
1697         }
1698         rcu_read_unlock();
1699
1700         /*
1701          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1702          */
1703         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1704 done:
1705
1706         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1709                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1710         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1712                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1713                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1714         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1715                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1716                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1717                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1718
1719         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1720                 pr_info("Memory cgroup stats");
1721
1722                 rcu_read_lock();
1723                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1724                 if (!ret)
1725                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1726                 rcu_read_unlock();
1727                 pr_cont(":");
1728
1729                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1730                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1731                                 continue;
1732                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1733                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1734                 }
1735
1736                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1737                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1738                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1739
1740                 pr_cont("\n");
1741         }
1742 }
1743
1744 /*
1745  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1746  * 1(self count) if no children.
1747  */
1748 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1749 {
1750         int num = 0;
1751         struct mem_cgroup *iter;
1752
1753         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1754                 num++;
1755         return num;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1760  */
1761 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1762 {
1763         u64 limit;
1764
1765         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1766
1767         /*
1768          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1769          */
1770         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1771                 u64 memsw;
1772
1773                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1774                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1775
1776                 /*
1777                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1778                  * available to this memcg, return that limit.
1779                  */
1780                 limit = min(limit, memsw);
1781         }
1782
1783         return limit;
1784 }
1785
1786 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1787                                      int order)
1788 {
1789         struct mem_cgroup *iter;
1790         unsigned long chosen_points = 0;
1791         unsigned long totalpages;
1792         unsigned int points = 0;
1793         struct task_struct *chosen = NULL;
1794
1795         /*
1796          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1797          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1798          * quickly exit and free its memory.
1799          */
1800         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1801                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1802                 return;
1803         }
1804
1805         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1806         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1807         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1808                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1809                 struct cgroup_iter it;
1810                 struct task_struct *task;
1811
1812                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1813                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1814                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1815                                                         false)) {
1816                         case OOM_SCAN_SELECT:
1817                                 if (chosen)
1818                                         put_task_struct(chosen);
1819                                 chosen = task;
1820                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1821                                 get_task_struct(chosen);
1822                                 /* fall through */
1823                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1824                                 continue;
1825                         case OOM_SCAN_ABORT:
1826                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1827                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1828                                 if (chosen)
1829                                         put_task_struct(chosen);
1830                                 return;
1831                         case OOM_SCAN_OK:
1832                                 break;
1833                         };
1834                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1835                         if (points > chosen_points) {
1836                                 if (chosen)
1837                                         put_task_struct(chosen);
1838                                 chosen = task;
1839                                 chosen_points = points;
1840                                 get_task_struct(chosen);
1841                         }
1842                 }
1843                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1844         }
1845
1846         if (!chosen)
1847                 return;
1848         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1849         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1850                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1851 }
1852
1853 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1854                                         gfp_t gfp_mask,
1855                                         unsigned long flags)
1856 {
1857         unsigned long total = 0;
1858         bool noswap = false;
1859         int loop;
1860
1861         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1862                 noswap = true;
1863         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1864                 noswap = true;
1865
1866         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1867                 if (loop)
1868                         drain_all_stock_async(memcg);
1869                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1870                 /*
1871                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1872                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1873                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1874                  */
1875                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1876                         break;
1877                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1878                         break;
1879                 /*
1880                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1881                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1882                  */
1883                 if (loop && !total)
1884                         break;
1885         }
1886         return total;
1887 }
1888
1889 /**
1890  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1891  * @memcg: the target memcg
1892  * @nid: the node ID to be checked.
1893  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1894  *
1895  * This function returns whether the specified memcg contains any
1896  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1897  * pages in the node.
1898  */
1899 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1900                 int nid, bool noswap)
1901 {
1902         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1903                 return true;
1904         if (noswap || !total_swap_pages)
1905                 return false;
1906         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1907                 return true;
1908         return false;
1909
1910 }
1911 #if MAX_NUMNODES > 1
1912
1913 /*
1914  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1915  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1916  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1917  *
1918  */
1919 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1920 {
1921         int nid;
1922         /*
1923          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1924          * pagein/pageout changes since the last update.
1925          */
1926         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1927                 return;
1928         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1929                 return;
1930
1931         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1932         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1933
1934         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1935
1936                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1937                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1938         }
1939
1940         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1941         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1946  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1947  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1948  *
1949  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1950  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1951  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1952  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1953  *
1954  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1955  */
1956 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1957 {
1958         int node;
1959
1960         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1961         node = memcg->last_scanned_node;
1962
1963         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1964         if (node == MAX_NUMNODES)
1965                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1966         /*
1967          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1968          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1969          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1970          * we use curret node.
1971          */
1972         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1973                 node = numa_node_id();
1974
1975         memcg->last_scanned_node = node;
1976         return node;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1981  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1982  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1983  * enough new information. We need to do double check.
1984  */
1985 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1986 {
1987         int nid;
1988
1989         /*
1990          * quick check...making use of scan_node.
1991          * We can skip unused nodes.
1992          */
1993         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1994                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1995                      nid < MAX_NUMNODES;
1996                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1997
1998                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1999                                 return true;
2000                 }
2001         }
2002         /*
2003          * Check rest of nodes.
2004          */
2005         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2006                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2007                         continue;
2008                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2009                         return true;
2010         }
2011         return false;
2012 }
2013
2014 #else
2015 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2016 {
2017         return 0;
2018 }
2019
2020 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2021 {
2022         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2023 }
2024 #endif
2025
2026 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2027                                    struct zone *zone,
2028                                    gfp_t gfp_mask,
2029                                    unsigned long *total_scanned)
2030 {
2031         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2032         int total = 0;
2033         int loop = 0;
2034         unsigned long excess;
2035         unsigned long nr_scanned;
2036         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2037                 .zone = zone,
2038                 .priority = 0,
2039         };
2040
2041         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2042
2043         while (1) {
2044                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2045                 if (!victim) {
2046                         loop++;
2047                         if (loop >= 2) {
2048                                 /*
2049                                  * If we have not been able to reclaim
2050                                  * anything, it might because there are
2051                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2052                                  */
2053                                 if (!total)
2054                                         break;
2055                                 /*
2056                                  * We want to do more targeted reclaim.
2057                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2058                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2059                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2060                                  */
2061                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2062                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2063                                         break;
2064                         }
2065                         continue;
2066                 }
2067                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2068                         continue;
2069                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2070                                                      zone, &nr_scanned);
2071                 *total_scanned += nr_scanned;
2072                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2073                         break;
2074         }
2075         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2076         return total;
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2081  * If someone is running, return false.
2082  * Has to be called with memcg_oom_lock
2083  */
2084 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2085 {
2086         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2087
2088         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2089                 if (iter->oom_lock) {
2090                         /*
2091                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2092                          * so we cannot give a lock.
2093                          */
2094                         failed = iter;
2095                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2096                         break;
2097                 } else
2098                         iter->oom_lock = true;
2099         }
2100
2101         if (!failed)
2102                 return true;
2103
2104         /*
2105          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2106          * what we set up to the failing subtree
2107          */
2108         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2109                 if (iter == failed) {
2110                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2111                         break;
2112                 }
2113                 iter->oom_lock = false;
2114         }
2115         return false;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Has to be called with memcg_oom_lock
2120  */
2121 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2122 {
2123         struct mem_cgroup *iter;
2124
2125         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2126                 iter->oom_lock = false;
2127         return 0;
2128 }
2129
2130 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2131 {
2132         struct mem_cgroup *iter;
2133
2134         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2135                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2136 }
2137
2138 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2139 {
2140         struct mem_cgroup *iter;
2141
2142         /*
2143          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2144          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2145          * atomic_add_unless() here.
2146          */
2147         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2148                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2149 }
2150
2151 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2152 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2153
2154 struct oom_wait_info {
2155         struct mem_cgroup *memcg;
2156         wait_queue_t    wait;
2157 };
2158
2159 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2160         unsigned mode, int sync, void *arg)
2161 {
2162         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2163         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2164         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2165
2166         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2167         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2168
2169         /*
2170          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2171          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2172          */
2173         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2174                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2175                 return 0;
2176         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2177 }
2178
2179 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2180 {
2181         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2182         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2183 }
2184
2185 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2186 {
2187         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2188                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2189 }
2190
2191 /*
2192  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2193  */
2194 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2195                                   int order)
2196 {
2197         struct oom_wait_info owait;
2198         bool locked, need_to_kill;
2199
2200         owait.memcg = memcg;
2201         owait.wait.flags = 0;
2202         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2203         owait.wait.private = current;
2204         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2205         need_to_kill = true;
2206         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2207
2208         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2209         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2210         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2211         /*
2212          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2213          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2214          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2215          */
2216         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2217         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2218                 need_to_kill = false;
2219         if (locked)
2220                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2221         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2222
2223         if (need_to_kill) {
2224                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2225                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2226         } else {
2227                 schedule();
2228                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2229         }
2230         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2231         if (locked)
2232                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2233         memcg_wakeup_oom(memcg);
2234         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2235
2236         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2237
2238         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2239                 return false;
2240         /* Give chance to dying process */
2241         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2242         return true;
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2247  * generalized to update other statistics as well.
2248  *
2249  * Notes: Race condition
2250  *
2251  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2252  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2253  * to do so _always_.
2254  *
2255  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2256  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2257  * are no race with "charge".
2258  *
2259  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2260  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2261  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2262  * by flags.
2263  *
2264  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2265  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2266  * If there is, we take a lock.
2267  */
2268
2269 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2270                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2271 {
2272         struct mem_cgroup *memcg;
2273         struct page_cgroup *pc;
2274
2275         pc = lookup_page_cgroup(page);
2276 again:
2277         memcg = pc->mem_cgroup;
2278         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2279                 return;
2280         /*
2281          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2282          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2283          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2284          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2285          */
2286         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2287                 return;
2288
2289         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2290         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2291                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2292                 goto again;
2293         }
2294         *locked = true;
2295 }
2296
2297 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2298 {
2299         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2300
2301         /*
2302          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2303          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2304          * should take move_lock_mem_cgroup().
2305          */
2306         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2307 }
2308
2309 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2310                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2311 {
2312         struct mem_cgroup *memcg;
2313         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2314         unsigned long uninitialized_var(flags);
2315
2316         if (mem_cgroup_disabled())
2317                 return;
2318
2319         memcg = pc->mem_cgroup;
2320         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2321                 return;
2322
2323         switch (idx) {
2324         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2325                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2326                 break;
2327         default:
2328                 BUG();
2329         }
2330
2331         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2332 }
2333
2334 /*
2335  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2336  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2337  */
2338 #define CHARGE_BATCH    32U
2339 struct memcg_stock_pcp {
2340         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2341         unsigned int nr_pages;
2342         struct work_struct work;
2343         unsigned long flags;
2344 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2345 };
2346 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2347 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2348
2349 /**
2350  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2351  * @memcg: memcg to consume from.
2352  * @nr_pages: how many pages to charge.
2353  *
2354  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2355  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2356  * service an allocation will refill the stock.
2357  *
2358  * returns true if successful, false otherwise.
2359  */
2360 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2361 {
2362         struct memcg_stock_pcp *stock;
2363         bool ret = true;
2364
2365         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2366                 return false;
2367
2368         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2369         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2370                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2371         else /* need to call res_counter_charge */
2372                 ret = false;
2373         put_cpu_var(memcg_stock);
2374         return ret;
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2379  */
2380 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2381 {
2382         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2383
2384         if (stock->nr_pages) {
2385                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2386
2387                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2388                 if (do_swap_account)
2389                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2390                 stock->nr_pages = 0;
2391         }
2392         stock->cached = NULL;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2397  * a thread which is pinned to local cpu.
2398  */
2399 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2400 {
2401         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2402         drain_stock(stock);
2403         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2404 }
2405
2406 static void __init memcg_stock_init(void)
2407 {
2408         int cpu;
2409
2410         for_each_possible_cpu(cpu) {
2411                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2412                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2413                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2414         }
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2419  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2420  */
2421 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2422 {
2423         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2424
2425         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2426                 drain_stock(stock);
2427                 stock->cached = memcg;
2428         }
2429         stock->nr_pages += nr_pages;
2430         put_cpu_var(memcg_stock);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2435  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2436  * until the work is done.
2437  */
2438 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2439 {
2440         int cpu, curcpu;
2441
2442         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2443         get_online_cpus();
2444         curcpu = get_cpu();
2445         for_each_online_cpu(cpu) {
2446                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2447                 struct mem_cgroup *memcg;
2448
2449                 memcg = stock->cached;
2450                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2451                         continue;
2452                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2453                         continue;
2454                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2455                         if (cpu == curcpu)
2456                                 drain_local_stock(&stock->work);
2457                         else
2458                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2459                 }
2460         }
2461         put_cpu();
2462
2463         if (!sync)
2464                 goto out;
2465
2466         for_each_online_cpu(cpu) {
2467                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2468                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2469                         flush_work(&stock->work);
2470         }
2471 out:
2472         put_online_cpus();
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2477  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2478  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2479  * it.
2480  */
2481 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2482 {
2483         /*
2484          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2485          */
2486         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2487                 return;
2488         drain_all_stock(root_memcg, false);
2489         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2490 }
2491
2492 /* This is a synchronous drain interface. */
2493 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2494 {
2495         /* called when force_empty is called */
2496         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2497         drain_all_stock(root_memcg, true);
2498         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2503  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2504  */
2505 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2506 {
2507         int i;
2508
2509         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2510         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2511                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2512
2513                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2514                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2515         }
2516         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2517                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2518
2519                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2520                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2521         }
2522         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2523 }
2524
2525 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2526                                         unsigned long action,
2527                                         void *hcpu)
2528 {
2529         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2530         struct memcg_stock_pcp *stock;
2531         struct mem_cgroup *iter;
2532
2533         if (action == CPU_ONLINE)
2534                 return NOTIFY_OK;
2535
2536         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2537                 return NOTIFY_OK;
2538
2539         for_each_mem_cgroup(iter)
2540                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2541
2542         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2543         drain_stock(stock);
2544         return NOTIFY_OK;
2545 }
2546
2547
2548 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2549 enum {
2550         CHARGE_OK,              /* success */
2551         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2552         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2553         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2554         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2555 };
2556
2557 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2558                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2559                                 bool oom_check)
2560 {
2561         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2562         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2563         struct res_counter *fail_res;
2564         unsigned long flags = 0;
2565         int ret;
2566
2567         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2568
2569         if (likely(!ret)) {
2570                 if (!do_swap_account)
2571                         return CHARGE_OK;
2572                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2573                 if (likely(!ret))
2574                         return CHARGE_OK;
2575
2576                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2577                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2578                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2579         } else
2580                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2581         /*
2582          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2583          * single page instead.
2584          */
2585         if (nr_pages > min_pages)
2586                 return CHARGE_RETRY;
2587
2588         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2589                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2590
2591         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2592                 return CHARGE_NOMEM;
2593
2594         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2595         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2596                 return CHARGE_RETRY;
2597         /*
2598          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2599          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2600          * before killing the task.
2601          *
2602          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2603          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2604          * to regular pages anyway in case of failure.
2605          */
2606         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2607                 return CHARGE_RETRY;
2608
2609         /*
2610          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2611          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2612          */
2613         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2614                 return CHARGE_RETRY;
2615
2616         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2617         if (!oom_check)
2618                 return CHARGE_NOMEM;
2619         /* check OOM */
2620         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2621                 return CHARGE_OOM_DIE;
2622
2623         return CHARGE_RETRY;
2624 }
2625
2626 /*
2627  * __mem_cgroup_try_charge() does
2628  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2629  * 2. update res_counter
2630  * 3. call memory reclaim if necessary.
2631  *
2632  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2633  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2634  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2635  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2636  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2637  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2638  *
2639  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2640  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2641  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2642  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2643  *
2644  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2645  * the oom-killer can be invoked.
2646  */
2647 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2648                                    gfp_t gfp_mask,
2649                                    unsigned int nr_pages,
2650                                    struct mem_cgroup **ptr,
2651                                    bool oom)
2652 {
2653         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2654         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2655         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2656         int ret;
2657
2658         /*
2659          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2660          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2661          * MEMDIE process.
2662          */
2663         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2664                      || fatal_signal_pending(current)))
2665                 goto bypass;
2666
2667         /*
2668          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2669          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2670          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2671          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2672          */
2673         if (!*ptr && !mm)
2674                 *ptr = root_mem_cgroup;
2675 again:
2676         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2677                 memcg = *ptr;
2678                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2679                         goto done;
2680                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2681                         goto done;
2682                 css_get(&memcg->css);
2683         } else {
2684                 struct task_struct *p;
2685
2686                 rcu_read_lock();
2687                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2688                 /*
2689                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2690                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2691                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2692                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2693                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2694                  * small race, here.
2695                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2696                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2697                  */
2698                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2699                 if (!memcg)
2700                         memcg = root_mem_cgroup;
2701                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2702                         rcu_read_unlock();
2703                         goto done;
2704                 }
2705                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2706                         /*
2707                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2708                          * But considering how consume_stok works, it's not
2709                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2710                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2711                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2712                          * calling consume_stock().
2713                          */
2714                         rcu_read_unlock();
2715                         goto done;
2716                 }
2717                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2718                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2719                         rcu_read_unlock();
2720                         goto again;
2721                 }
2722                 rcu_read_unlock();
2723         }
2724
2725         do {
2726                 bool oom_check;
2727
2728                 /* If killed, bypass charge */
2729                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2730                         css_put(&memcg->css);
2731                         goto bypass;
2732                 }
2733
2734                 oom_check = false;
2735                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2736                         oom_check = true;
2737                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2738                 }
2739
2740                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2741                     oom_check);
2742                 switch (ret) {
2743                 case CHARGE_OK:
2744                         break;
2745                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2746                         batch = nr_pages;
2747                         css_put(&memcg->css);
2748                         memcg = NULL;
2749                         goto again;
2750                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2751                         css_put(&memcg->css);
2752                         goto nomem;
2753                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2754                         if (!oom) {
2755                                 css_put(&memcg->css);
2756                                 goto nomem;
2757                         }
2758                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2759                         nr_oom_retries--;
2760                         break;
2761                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2762                         css_put(&memcg->css);
2763                         goto bypass;
2764                 }
2765         } while (ret != CHARGE_OK);
2766
2767         if (batch > nr_pages)
2768                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2769         css_put(&memcg->css);
2770 done:
2771         *ptr = memcg;
2772         return 0;
2773 nomem:
2774         *ptr = NULL;
2775         return -ENOMEM;
2776 bypass:
2777         *ptr = root_mem_cgroup;
2778         return -EINTR;
2779 }
2780
2781 /*
2782  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2783  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2784  * gotten by try_charge().
2785  */
2786 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2787                                        unsigned int nr_pages)
2788 {
2789         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2790                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2791
2792                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2793                 if (do_swap_account)
2794                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2795         }
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2800  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2801  */
2802 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2803                                         unsigned int nr_pages)
2804 {
2805         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2806
2807         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2808                 return;
2809
2810         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2811         if (do_swap_account)
2812                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2813                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2814 }
2815
2816 /*
2817  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2818  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2819  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2820  * called against removed memcg.)
2821  */
2822 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2823 {
2824         struct cgroup_subsys_state *css;
2825
2826         /* ID 0 is unused ID */
2827         if (!id)
2828                 return NULL;
2829         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2830         if (!css)
2831                 return NULL;
2832         return mem_cgroup_from_css(css);
2833 }
2834
2835 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2836 {
2837         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2838         struct page_cgroup *pc;
2839         unsigned short id;
2840         swp_entry_t ent;
2841
2842         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2843
2844         pc = lookup_page_cgroup(page);
2845         lock_page_cgroup(pc);
2846         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2847                 memcg = pc->mem_cgroup;
2848                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2849                         memcg = NULL;
2850         } else if (PageSwapCache(page)) {
2851                 ent.val = page_private(page);
2852                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2853                 rcu_read_lock();
2854                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2855                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2856                         memcg = NULL;
2857                 rcu_read_unlock();
2858         }
2859         unlock_page_cgroup(pc);
2860         return memcg;
2861 }
2862
2863 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2864                                        struct page *page,
2865                                        unsigned int nr_pages,
2866                                        enum charge_type ctype,
2867                                        bool lrucare)
2868 {
2869         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2870         struct zone *uninitialized_var(zone);
2871         struct lruvec *lruvec;
2872         bool was_on_lru = false;
2873         bool anon;
2874
2875         lock_page_cgroup(pc);
2876         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2877         /*
2878          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2879          * accessed by any other context at this point.
2880          */
2881
2882         /*
2883          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2884          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2885          */
2886         if (lrucare) {
2887                 zone = page_zone(page);
2888                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2889                 if (PageLRU(page)) {
2890                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2891                         ClearPageLRU(page);
2892                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2893                         was_on_lru = true;
2894                 }
2895         }
2896
2897         pc->mem_cgroup = memcg;
2898         /*
2899          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2900          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2901          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2902          * before USED bit, we need memory barrier here.
2903          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2904          */
2905         smp_wmb();
2906         SetPageCgroupUsed(pc);
2907
2908         if (lrucare) {
2909                 if (was_on_lru) {
2910                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2911                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2912                         SetPageLRU(page);
2913                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2914                 }
2915                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2916         }
2917
2918         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2919                 anon = true;
2920         else
2921                 anon = false;
2922
2923         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2924         unlock_page_cgroup(pc);
2925
2926         /*
2927          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2928          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2929          * if they exceeds softlimit.
2930          */
2931         memcg_check_events(memcg, page);
2932 }
2933
2934 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2935
2936 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2937 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2938 {
2939         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2940                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2945  * in the memcg_cache_params struct.
2946  */
2947 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2948 {
2949         struct kmem_cache *cachep;
2950
2951         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2952         cachep = p->root_cache;
2953         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2954 }
2955
2956 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2957 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2958                                         struct seq_file *m)
2959 {
2960         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2961         struct memcg_cache_params *params;
2962
2963         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2964                 return -EIO;
2965
2966         print_slabinfo_header(m);
2967
2968         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2969         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2970                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2971         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2972
2973         return 0;
2974 }
2975 #endif
2976
2977 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2978 {
2979         struct res_counter *fail_res;
2980         struct mem_cgroup *_memcg;
2981         int ret = 0;
2982         bool may_oom;
2983
2984         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2985         if (ret)
2986                 return ret;
2987
2988         /*
2989          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2990          * the same conditions tested by the core page allocator
2991          */
2992         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2993
2994         _memcg = memcg;
2995         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2996                                       &_memcg, may_oom);
2997
2998         if (ret == -EINTR)  {
2999                 /*
3000                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3001                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3002                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3003                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3004                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3005                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3006                  * our minds.
3007                  *
3008                  * This condition will only trigger if the task entered
3009                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3010                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3011                  * dying when the allocation triggers should have been already
3012                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3013                  */
3014                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3015                 if (do_swap_account)
3016                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3017                                                   &fail_res);
3018                 ret = 0;
3019         } else if (ret)
3020                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3021
3022         return ret;
3023 }
3024
3025 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3026 {
3027         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3028         if (do_swap_account)
3029                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3030
3031         /* Not down to 0 */
3032         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3033                 return;
3034
3035         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3036                 mem_cgroup_put(memcg);
3037 }
3038
3039 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3040 {
3041         if (!memcg)
3042                 return;
3043
3044         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3045         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3046         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3047 }
3048
3049 /*
3050  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3051  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3052  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3053  */
3054 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3055 {
3056         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3057 }
3058
3059 /*
3060  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3061  * operation, because that is its main call site.
3062  *
3063  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3064  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3065  */
3066 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3067 {
3068         int num, ret;
3069
3070         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3071                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3072         if (num < 0)
3073                 return num;
3074         /*
3075          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3076          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3077          * guarantees only one process will set the following boolean
3078          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3079          * by the set_limit_mutex anyway.
3080          */
3081         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3082
3083         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3084         if (ret) {
3085                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3086                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3087                 return ret;
3088         }
3089
3090         memcg->kmemcg_id = num;
3091         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3092         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3097 {
3098         ssize_t size;
3099         if (num_groups <= 0)
3100                 return 0;
3101
3102         size = 2 * num_groups;
3103         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3104                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3105         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3106                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3107
3108         return size;
3109 }
3110
3111 /*
3112  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3113  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3114  * calling this.
3115  */
3116 void memcg_update_array_size(int num)
3117 {
3118         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3119                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3120 }
3121
3122 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3123
3124 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3125 {
3126         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3127
3128         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3129
3130         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3131                 int i;
3132                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3133
3134                 size *= sizeof(void *);
3135                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3136
3137                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3138                 if (!s->memcg_params) {
3139                         s->memcg_params = cur_params;
3140                         return -ENOMEM;
3141                 }
3142
3143                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3144
3145                 /*
3146                  * There is the chance it will be bigger than
3147                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3148                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3149                  * have a bigger array.
3150                  *
3151                  * But if that is the case, the data after
3152                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3153                  */
3154                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3155                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3156                                 continue;
3157                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3158                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3159                 }
3160
3161                 /*
3162                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3163                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3164                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3165                  *
3166                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3167                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3168                  * anyway.
3169                  */
3170                 kfree(cur_params);
3171         }
3172         return 0;
3173 }
3174
3175 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3176                          struct kmem_cache *root_cache)
3177 {
3178         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3179
3180         if (!memcg_kmem_enabled())
3181                 return 0;
3182
3183         if (!memcg)
3184                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3185
3186         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3187         if (!s->memcg_params)
3188                 return -ENOMEM;
3189
3190         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3191                         kmem_cache_destroy_work_func);
3192         if (memcg) {
3193                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3194                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3195         } else
3196                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3197
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3202 {
3203         struct kmem_cache *root;
3204         struct mem_cgroup *memcg;
3205         int id;
3206
3207         /*
3208          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3209          * add any memcg.
3210          */
3211         if (!s->memcg_params)
3212                 return;
3213
3214         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3215                 goto out;
3216
3217         memcg = s->memcg_params->memcg;
3218         id  = memcg_cache_id(memcg);
3219
3220         root = s->memcg_params->root_cache;
3221         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3222
3223         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3224         list_del(&s->memcg_params->list);
3225         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3226
3227         mem_cgroup_put(memcg);
3228 out:
3229         kfree(s->memcg_params);
3230 }
3231
3232 /*
3233  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3234  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3235  * enqueing new caches to be created.
3236  *
3237  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3238  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3239  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3240  * objects during debug.
3241  *
3242  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3243  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3244  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3245  * cache again, failing at the same point.
3246  *
3247  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3248  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3249  * inside the following two functions.
3250  */
3251 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3252 {
3253         VM_BUG_ON(!current->mm);
3254         current->memcg_kmem_skip_account++;
3255 }
3256
3257 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3258 {
3259         VM_BUG_ON(!current->mm);
3260         current->memcg_kmem_skip_account--;
3261 }
3262
3263 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3264 {
3265         struct kmem_cache *cachep;
3266         struct memcg_cache_params *p;
3267
3268         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3269
3270         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3271
3272         /*
3273          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3274          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3275          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3276          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3277          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3278          *
3279          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3280          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3281          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3282          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3283          * destroy it.
3284          *
3285          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3286          * again
3287          */
3288         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3289                 kmem_cache_shrink(cachep);
3290                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3291                         return;
3292         } else
3293                 kmem_cache_destroy(cachep);
3294 }
3295
3296 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3297 {
3298         if (!cachep->memcg_params->dead)
3299                 return;
3300
3301         /*
3302          * There are many ways in which we can get here.
3303          *
3304          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3305          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3306          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3307          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3308          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3309          *
3310          * But we can also get here from the worker itself, if
3311          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3312          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3313          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3314          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3315          *
3316          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3317          * running if there is already work pending
3318          */
3319         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3320                 return;
3321         /*
3322          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3323          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3324          */
3325         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3326 }
3327
3328 /*
3329  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3330  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3331  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3332  *
3333  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3334  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3335  */
3336 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3337
3338 /*
3339  * Called with memcg_cache_mutex held
3340  */
3341 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3342                                          struct kmem_cache *s)
3343 {
3344         struct kmem_cache *new;
3345         static char *tmp_name = NULL;
3346
3347         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3348
3349         /*
3350          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3351          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3352          * This static temporary buffer is used to prevent from
3353          * pointless shortliving allocation.
3354          */
3355         if (!tmp_name) {
3356                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3357                 if (!tmp_name)
3358                         return NULL;
3359         }
3360
3361         rcu_read_lock();
3362         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3363                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3364         rcu_read_unlock();
3365
3366         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3367                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3368
3369         if (new)
3370                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3371
3372         return new;
3373 }
3374
3375 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3376                                                   struct kmem_cache *cachep)
3377 {
3378         struct kmem_cache *new_cachep;
3379         int idx;
3380
3381         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3382
3383         idx = memcg_cache_id(memcg);
3384
3385         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3386         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3387         if (new_cachep)
3388                 goto out;
3389
3390         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3391         if (new_cachep == NULL) {
3392                 new_cachep = cachep;
3393                 goto out;
3394         }
3395
3396         mem_cgroup_get(memcg);
3397         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3398
3399         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3400         /*
3401          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3402          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3403          */
3404         wmb();
3405 out:
3406         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3407         return new_cachep;
3408 }
3409
3410 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3411 {
3412         struct kmem_cache *c;
3413         int i;
3414
3415         if (!s->memcg_params)
3416                 return;
3417         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3418                 return;
3419
3420         /*
3421          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3422          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3423          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3424          *
3425          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3426          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3427          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3428          */
3429         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3430         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3431                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3432                 if (!c)
3433                         continue;
3434
3435                 /*
3436                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3437                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3438                  * proceed with destruction ourselves.
3439                  *
3440                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3441                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3442                  * the cache still have active pages until this very moment.
3443                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3444                  *
3445                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3446                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3447                  */
3448                 c->memcg_params->dead = false;
3449                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3450                 kmem_cache_destroy(c);
3451         }
3452         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3453 }
3454
3455 struct create_work {
3456         struct mem_cgroup *memcg;
3457         struct kmem_cache *cachep;
3458         struct work_struct work;
3459 };
3460
3461 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3462 {
3463         struct kmem_cache *cachep;
3464         struct memcg_cache_params *params;
3465
3466         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3467                 return;
3468
3469         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3470         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3471                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3472                 cachep->memcg_params->dead = true;
3473                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3474         }
3475         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3476 }
3477
3478 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3479 {
3480         struct create_work *cw;
3481
3482         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3483         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3484         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3485         css_put(&cw->memcg->css);
3486         kfree(cw);
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3491  */
3492 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3493                                          struct kmem_cache *cachep)
3494 {
3495         struct create_work *cw;
3496
3497         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3498         if (cw == NULL) {
3499                 css_put(&memcg->css);
3500                 return;
3501         }
3502
3503         cw->memcg = memcg;
3504         cw->cachep = cachep;
3505
3506         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3507         schedule_work(&cw->work);
3508 }
3509
3510 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3511                                        struct kmem_cache *cachep)
3512 {
3513         /*
3514          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3515          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3516          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3517          *
3518          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3519          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3520          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3521          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3522          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3523          */
3524         memcg_stop_kmem_account();
3525         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3526         memcg_resume_kmem_account();
3527 }
3528 /*
3529  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3530  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3531  *
3532  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3533  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3534  * in a workqueue.
3535  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3536  * the original cache.
3537  *
3538  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3539  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3540  */
3541 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3542                                           gfp_t gfp)
3543 {
3544         struct mem_cgroup *memcg;
3545         int idx;
3546
3547         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3548         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3549
3550         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3551                 return cachep;
3552
3553         rcu_read_lock();
3554         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3555
3556         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3557                 goto out;
3558
3559         idx = memcg_cache_id(memcg);
3560
3561         /*
3562          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3563          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3564          */
3565         read_barrier_depends();
3566         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3567                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3568                 goto out;
3569         }
3570
3571         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3572         if (!css_tryget(&memcg->css))
3573                 goto out;
3574         rcu_read_unlock();
3575
3576         /*
3577          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3578          * context), we could be be predictable and return right away.
3579          * This would guarantee that the allocation being performed
3580          * already belongs in the new cache.
3581          *
3582          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3583          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3584          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3585          * with the slab_mutex held.
3586          *
3587          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3588          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3589          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3590          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3591          * better to defer everything.
3592          */
3593         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3594         return cachep;
3595 out:
3596         rcu_read_unlock();
3597         return cachep;
3598 }
3599 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3600
3601 /*
3602  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3603  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3604  * need a further commit step to do the final arrangements.
3605  *
3606  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3607  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3608  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3609  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3610  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3611  * the compiled-out case as well.
3612  *
3613  * Returning true means the allocation is possible.
3614  */
3615 bool
3616 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3617 {
3618         struct mem_cgroup *memcg;
3619         int ret;
3620
3621         *_memcg = NULL;
3622         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3623
3624         /*
3625          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3626          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3627          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3628          */
3629         if (unlikely(!memcg))
3630                 return true;
3631
3632         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3633                 css_put(&memcg->css);
3634                 return true;
3635         }
3636
3637         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3638         if (!ret)
3639                 *_memcg = memcg;
3640
3641         css_put(&memcg->css);
3642         return (ret == 0);
3643 }
3644
3645 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3646                               int order)
3647 {
3648         struct page_cgroup *pc;
3649
3650         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3651
3652         /* The page allocation failed. Revert */
3653         if (!page) {
3654                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3655                 return;
3656         }
3657
3658         pc = lookup_page_cgroup(page);
3659         lock_page_cgroup(pc);
3660         pc->mem_cgroup = memcg;
3661         SetPageCgroupUsed(pc);
3662         unlock_page_cgroup(pc);
3663 }
3664
3665 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3666 {
3667         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3668         struct page_cgroup *pc;
3669
3670
3671         pc = lookup_page_cgroup(page);
3672         /*
3673          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3674          * check again after locking.
3675          */
3676         if (!PageCgroupUsed(pc))
3677                 return;
3678
3679         lock_page_cgroup(pc);
3680         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3681                 memcg = pc->mem_cgroup;
3682                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3683         }
3684         unlock_page_cgroup(pc);
3685
3686         /*
3687          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3688          * is a valid allocation
3689          */
3690         if (!memcg)
3691                 return;
3692
3693         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3694         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3695 }
3696 #else
3697 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3698 {
3699 }
3700 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3701
3702 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3703
3704 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3705 /*
3706  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3707  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3708  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3709  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3710  */
3711 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3712 {
3713         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3714         struct page_cgroup *pc;
3715         struct mem_cgroup *memcg;
3716         int i;
3717
3718         if (mem_cgroup_disabled())
3719                 return;
3720
3721         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3722         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3723                 pc = head_pc + i;
3724                 pc->mem_cgroup = memcg;
3725                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3726                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3727         }
3728         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3729                        HPAGE_PMD_NR);
3730 }
3731 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3732
3733 /**
3734  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3735  * @page: the page
3736  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3737  * @pc: page_cgroup of the page.
3738  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3739  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3740  *
3741  * The caller must confirm following.
3742  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3743  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3744  *
3745  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3746  * from old cgroup.
3747  */
3748 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3749                                    unsigned int nr_pages,
3750                                    struct page_cgroup *pc,
3751                                    struct mem_cgroup *from,
3752                                    struct mem_cgroup *to)
3753 {
3754         unsigned long flags;
3755         int ret;
3756         bool anon = PageAnon(page);
3757
3758         VM_BUG_ON(from == to);
3759         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3760         /*
3761          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3762          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3763          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3764          * hold it.
3765          */
3766         ret = -EBUSY;
3767         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3768                 goto out;
3769
3770         lock_page_cgroup(pc);
3771
3772         ret = -EINVAL;
3773         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3774                 goto unlock;
3775
3776         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3777
3778         if (!anon && page_mapped(page)) {
3779                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3780                 preempt_disable();
3781                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3782                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3783                 preempt_enable();
3784         }
3785         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3786
3787         /* caller should have done css_get */
3788         pc->mem_cgroup = to;
3789         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3790         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3791         ret = 0;
3792 unlock:
3793         unlock_page_cgroup(pc);
3794         /*
3795          * check events
3796          */
3797         memcg_check_events(to, page);
3798         memcg_check_events(from, page);
3799 out:
3800         return ret;
3801 }
3802
3803 /**
3804  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3805  * @page: the page to move
3806  * @pc: page_cgroup of the page
3807  * @child: page's cgroup
3808  *
3809  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3810  * parent (aka use_hierarchy==0).
3811  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3812  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3813  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3814  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3815  * on the next attempt and the call should be retried later.
3816  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3817  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3818  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3819  * LRU or vanish.
3820  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3821  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3822  * disappear in the next attempt.
3823  */
3824 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3825                                   struct page_cgroup *pc,
3826                                   struct mem_cgroup *child)
3827 {
3828         struct mem_cgroup *parent;
3829         unsigned int nr_pages;
3830         unsigned long uninitialized_var(flags);
3831         int ret;
3832
3833         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3834
3835         ret = -EBUSY;
3836         if (!get_page_unless_zero(page))
3837                 goto out;
3838         if (isolate_lru_page(page))
3839                 goto put;
3840
3841         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3842
3843         parent = parent_mem_cgroup(child);
3844         /*
3845          * If no parent, move charges to root cgroup.
3846          */
3847         if (!parent)
3848                 parent = root_mem_cgroup;
3849
3850         if (nr_pages > 1) {
3851                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3852                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3853         }
3854
3855         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3856                                 pc, child, parent);
3857         if (!ret)
3858                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3859
3860         if (nr_pages > 1)
3861                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3862         putback_lru_page(page);
3863 put:
3864         put_page(page);
3865 out:
3866         return ret;
3867 }
3868
3869 /*
3870  * Charge the memory controller for page usage.
3871  * Return
3872  * 0 if the charge was successful
3873  * < 0 if the cgroup is over its limit
3874  */
3875 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3876                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3877 {
3878         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3879         unsigned int nr_pages = 1;
3880         bool oom = true;
3881         int ret;
3882
3883         if (PageTransHuge(page)) {
3884                 nr_pages <<= compound_order(page);
3885                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3886                 /*
3887                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3888                  * fault handler will fall back to regular pages.
3889                  */
3890                 oom = false;
3891         }
3892
3893         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3894         if (ret == -ENOMEM)
3895                 return ret;
3896         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3897         return 0;
3898 }
3899
3900 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3901                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3902 {
3903         if (mem_cgroup_disabled())
3904                 return 0;
3905         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3906         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3907         VM_BUG_ON(!mm);
3908         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3909                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3910 }
3911
3912 /*
3913  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3914  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3915  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3916  * "commit()" or removed by "cancel()"
3917  */
3918 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3919                                           struct page *page,
3920                                           gfp_t mask,
3921                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3922 {
3923         struct mem_cgroup *memcg;
3924         struct page_cgroup *pc;
3925         int ret;
3926
3927         pc = lookup_page_cgroup(page);
3928         /*
3929          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3930          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3931          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3932          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3933          * in turn serializes uncharging.
3934          */
3935         if (PageCgroupUsed(pc))
3936                 return 0;
3937         if (!do_swap_account)
3938                 goto charge_cur_mm;
3939         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3940         if (!memcg)
3941                 goto charge_cur_mm;
3942         *memcgp = memcg;
3943         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3944         css_put(&memcg->css);
3945         if (ret == -EINTR)
3946                 ret = 0;
3947         return ret;
3948 charge_cur_mm:
3949         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3950         if (ret == -EINTR)
3951                 ret = 0;
3952         return ret;
3953 }
3954
3955 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3956                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3957 {
3958         *memcgp = NULL;
3959         if (mem_cgroup_disabled())
3960                 return 0;
3961         /*
3962          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3963          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3964          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3965          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3966          */
3967         if (!PageSwapCache(page)) {
3968                 int ret;
3969
3970                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3971                 if (ret == -EINTR)
3972                         ret = 0;
3973                 return ret;
3974         }
3975         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3976 }
3977
3978 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3979 {
3980         if (mem_cgroup_disabled())
3981                 return;
3982         if (!memcg)
3983                 return;
3984         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3985 }
3986
3987 static void
3988 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3989                                         enum charge_type ctype)
3990 {
3991         if (mem_cgroup_disabled())
3992                 return;
3993         if (!memcg)
3994                 return;
3995
3996         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3997         /*
3998          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3999          * counted both as mem and swap....double count.
4000          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4001          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4002          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4003          */
4004         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4005                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4006                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4007         }
4008 }
4009
4010 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4011                                      struct mem_cgroup *memcg)
4012 {
4013         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4014                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4015 }
4016
4017 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4018                                 gfp_t gfp_mask)
4019 {
4020         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4021         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4022         int ret;
4023
4024         if (mem_cgroup_disabled())
4025                 return 0;
4026         if (PageCompound(page))
4027                 return 0;
4028
4029         if (!PageSwapCache(page))
4030                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4031         else { /* page is swapcache/shmem */
4032                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4033                                                      gfp_mask, &memcg);
4034                 if (!ret)
4035                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4036         }
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4041                                    unsigned int nr_pages,
4042                                    const enum charge_type ctype)
4043 {
4044         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4045         bool uncharge_memsw = true;
4046
4047         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4048         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4049                 uncharge_memsw = false;
4050
4051         batch = &current->memcg_batch;
4052         /*
4053          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4054          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4055          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4056          */
4057         if (!batch->memcg)
4058                 batch->memcg = memcg;
4059         /*
4060          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4061          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4062          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4063          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4064          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4065          */
4066
4067         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4068                 goto direct_uncharge;
4069
4070         if (nr_pages > 1)
4071                 goto direct_uncharge;
4072
4073         /*
4074          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4075          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4076          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4077          */
4078         if (batch->memcg != memcg)
4079                 goto direct_uncharge;
4080         /* remember freed charge and uncharge it later */
4081         batch->nr_pages++;
4082         if (uncharge_memsw)
4083                 batch->memsw_nr_pages++;
4084         return;
4085 direct_uncharge:
4086         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4087         if (uncharge_memsw)
4088                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4089         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4090                 memcg_oom_recover(memcg);
4091 }
4092
4093 /*
4094  * uncharge if !page_mapped(page)
4095  */
4096 static struct mem_cgroup *
4097 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4098                              bool end_migration)
4099 {
4100         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4101         unsigned int nr_pages = 1;
4102         struct page_cgroup *pc;
4103         bool anon;
4104
4105         if (mem_cgroup_disabled())
4106                 return NULL;
4107
4108         if (PageTransHuge(page)) {
4109                 nr_pages <<= compound_order(page);
4110                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4111         }
4112         /*
4113          * Check if our page_cgroup is valid
4114          */
4115         pc = lookup_page_cgroup(page);
4116         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4117                 return NULL;
4118
4119         lock_page_cgroup(pc);
4120
4121         memcg = pc->mem_cgroup;
4122
4123         if (!PageCgroupUsed(pc))
4124                 goto unlock_out;
4125
4126         anon = PageAnon(page);
4127
4128         switch (ctype) {
4129         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4130                 /*
4131                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4132                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4133                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4134                  */
4135                 anon = true;
4136                 /* fallthrough */
4137         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4138                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4139                 if (page_mapped(page))
4140                         goto unlock_out;
4141                 /*
4142                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4143                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4144                  * unused post-migration page and so it has to call
4145                  * here with the migration bit still set.  See the
4146                  * res_counter handling below.
4147                  */
4148                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4149                         goto unlock_out;
4150                 break;
4151         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4152                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4153                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4154                                 goto unlock_out;
4155                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4156                                 goto unlock_out;
4157                 break;
4158         default:
4159                 break;
4160         }
4161
4162         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4163
4164         ClearPageCgroupUsed(pc);
4165         /*
4166          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4167          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4168          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4169          * special functions.
4170          */
4171
4172         unlock_page_cgroup(pc);
4173         /*
4174          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4175          * will never be freed.
4176          */
4177         memcg_check_events(memcg, page);
4178         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4179                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4180                 mem_cgroup_get(memcg);
4181         }
4182         /*
4183          * Migration does not charge the res_counter for the
4184          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4185          * page that is unused after the migration.
4186          */
4187         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4188                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4189
4190         return memcg;
4191
4192 unlock_out:
4193         unlock_page_cgroup(pc);
4194         return NULL;
4195 }
4196
4197 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4198 {
4199         /* early check. */
4200         if (page_mapped(page))
4201                 return;
4202         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4203         /*
4204          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4205          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4206          * and handles memcg lifetime.
4207          *
4208          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4209          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4210          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4211          * 0, there won't be any page table references to the swap
4212          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4213          * page to disk.
4214          */
4215         if (PageSwapCache(page))
4216                 return;
4217         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4218 }
4219
4220 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4221 {
4222         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4223         VM_BUG_ON(page->mapping);
4224         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4225 }
4226
4227 /*
4228  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4229  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4230  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4231  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4232  * This may be called prural(2) times in a context,
4233  */
4234
4235 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4236 {
4237         current->memcg_batch.do_batch++;
4238         /* We can do nest. */
4239         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4240                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4241                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4242                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4243         }
4244 }
4245
4246 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4247 {
4248         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4249
4250         if (!batch->do_batch)
4251                 return;
4252
4253         batch->do_batch--;
4254         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4255                 return;
4256
4257         if (!batch->memcg)
4258                 return;
4259         /*
4260          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4261          * bacause we hide charges behind us.
4262          */
4263         if (batch->nr_pages)
4264                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4265                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4266         if (batch->memsw_nr_pages)
4267                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4268                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4269         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4270         /* forget this pointer (for sanity check) */
4271         batch->memcg = NULL;
4272 }
4273
4274 #ifdef CONFIG_SWAP
4275 /*
4276  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4277  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4278  */
4279 void
4280 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4281 {
4282         struct mem_cgroup *memcg;
4283         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4284
4285         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4286                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4287
4288         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4289
4290         /*
4291          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4292          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4293          */
4294         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4295                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4296 }
4297 #endif
4298
4299 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4300 /*
4301  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4302  * uncharge "memsw" account.
4303  */
4304 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4305 {
4306         struct mem_cgroup *memcg;
4307         unsigned short id;
4308
4309         if (!do_swap_account)
4310                 return;
4311
4312         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4313         rcu_read_lock();
4314         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4315         if (memcg) {
4316                 /*
4317                  * We uncharge this because swap is freed.
4318                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4319                  */
4320                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4321                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4322                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4323                 mem_cgroup_put(memcg);
4324         }
4325         rcu_read_unlock();
4326 }
4327
4328 /**
4329  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4330  * @entry: swap entry to be moved
4331  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4332  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4333  *
4334  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4335  * as the mem_cgroup's id of @from.
4336  *
4337  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4338  *
4339  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4340  * both res and memsw, and called css_get().
4341  */
4342 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4343                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4344 {
4345         unsigned short old_id, new_id;
4346
4347         old_id = css_id(&from->css);
4348         new_id = css_id(&to->css);
4349
4350         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4351                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4352                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4353                 /*
4354                  * This function is only called from task migration context now.
4355                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4356                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4357                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4358                  * because if the process that has been moved to @to does
4359                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4360                  */
4361                 mem_cgroup_get(to);
4362                 return 0;
4363         }
4364         return -EINVAL;
4365 }
4366 #else
4367 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4368                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4369 {
4370         return -EINVAL;
4371 }
4372 #endif
4373
4374 /*
4375  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4376  * page belongs to.
4377  */
4378 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4379                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4380 {
4381         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4382         unsigned int nr_pages = 1;
4383         struct page_cgroup *pc;
4384         enum charge_type ctype;
4385
4386         *memcgp = NULL;
4387
4388         if (mem_cgroup_disabled())
4389                 return;
4390
4391         if (PageTransHuge(page))
4392                 nr_pages <<= compound_order(page);
4393
4394         pc = lookup_page_cgroup(page);
4395         lock_page_cgroup(pc);
4396         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4397                 memcg = pc->mem_cgroup;
4398                 css_get(&memcg->css);
4399                 /*
4400                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4401                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4402                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4403                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4404                  * until end_migration() is called
4405                  *
4406                  * Corner Case Thinking
4407                  * A)
4408                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4409                  * while migration was ongoing.
4410                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4411                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4412                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4413                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4414                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4415                  *
4416                  * B)
4417                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4418                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4419                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4420                  * without charging it again.
4421                  *
4422                  * C)
4423                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4424                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4425                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4426                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4427                  */
4428                 if (PageAnon(page))
4429                         SetPageCgroupMigration(pc);
4430         }
4431         unlock_page_cgroup(pc);
4432         /*
4433          * If the page is not charged at this point,
4434          * we return here.
4435          */
4436         if (!memcg)
4437                 return;
4438
4439         *memcgp = memcg;
4440         /*
4441          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4442          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4443          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4444          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4445          */
4446         if (PageAnon(page))
4447                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4448         else
4449                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4450         /*
4451          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4452          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4453          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4454          */
4455         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4456 }
4457
4458 /* remove redundant charge if migration failed*/
4459 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4460         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4461 {
4462         struct page *used, *unused;
4463         struct page_cgroup *pc;
4464         bool anon;
4465
4466         if (!memcg)
4467                 return;
4468
4469         if (!migration_ok) {
4470                 used = oldpage;
4471                 unused = newpage;
4472         } else {
4473                 used = newpage;
4474                 unused = oldpage;
4475         }
4476         anon = PageAnon(used);
4477         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4478                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4479                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4480                                      true);
4481         css_put(&memcg->css);
4482         /*
4483          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4484          * of the page goes down to zero, temporarly.
4485          * Clear the flag and check the page should be charged.
4486          */
4487         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4488         lock_page_cgroup(pc);
4489         ClearPageCgroupMigration(pc);
4490         unlock_page_cgroup(pc);
4491
4492         /*
4493          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4494          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4495          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4496          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4497          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4498          * check. (see prepare_charge() also)
4499          */
4500         if (anon)
4501                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4502 }
4503
4504 /*
4505  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4506  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4507  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4508  */
4509 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4510                                   struct page *newpage)
4511 {
4512         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4513         struct page_cgroup *pc;
4514         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4515
4516         if (mem_cgroup_disabled())
4517                 return;
4518
4519         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4520         /* fix accounting on old pages */
4521         lock_page_cgroup(pc);
4522         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4523                 memcg = pc->mem_cgroup;
4524                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4525                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4526         }
4527         unlock_page_cgroup(pc);
4528
4529         /*
4530          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4531          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4532          */
4533         if (!memcg)
4534                 return;
4535         /*
4536          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4537          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4538          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4539          */
4540         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4541 }
4542
4543 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4544 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4545 {
4546         struct page_cgroup *pc;
4547
4548         pc = lookup_page_cgroup(page);
4549         /*
4550          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4551          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4552          * or when mem_cgroup_disabled().
4553          */
4554         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4555                 return pc;
4556         return NULL;
4557 }
4558
4559 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4560 {
4561         if (mem_cgroup_disabled())
4562                 return false;
4563
4564         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4565 }
4566
4567 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4568 {
4569         struct page_cgroup *pc;
4570
4571         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4572         if (pc) {
4573                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4574                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4575         }
4576 }
4577 #endif
4578
4579 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4580                                 unsigned long long val)
4581 {
4582         int retry_count;
4583         u64 memswlimit, memlimit;
4584         int ret = 0;
4585         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4586         u64 curusage, oldusage;
4587         int enlarge;
4588
4589         /*
4590          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4591          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4592          * of # of children which we should visit in this loop.
4593          */
4594         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4595
4596         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4597
4598         enlarge = 0;
4599         while (retry_count) {
4600                 if (signal_pending(current)) {
4601                         ret = -EINTR;
4602                         break;
4603                 }
4604                 /*
4605                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4606                  * open coded manner. You see what this really does.
4607                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4608                  */
4609                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4610                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4611                 if (memswlimit < val) {
4612                         ret = -EINVAL;
4613                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4614                         break;
4615                 }
4616
4617                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4618                 if (memlimit < val)
4619                         enlarge = 1;
4620
4621                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4622                 if (!ret) {
4623                         if (memswlimit == val)
4624                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4625                         else
4626                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4627                 }
4628                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4629
4630                 if (!ret)
4631                         break;
4632
4633                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4634                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4635                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4636                 /* Usage is reduced ? */
4637                 if (curusage >= oldusage)
4638                         retry_count--;
4639                 else
4640                         oldusage = curusage;
4641         }
4642         if (!ret && enlarge)
4643                 memcg_oom_recover(memcg);
4644
4645         return ret;
4646 }
4647
4648 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4649                                         unsigned long long val)
4650 {
4651         int retry_count;
4652         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4653         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4654         int ret = -EBUSY;
4655         int enlarge = 0;
4656
4657         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4658         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4659         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4660         while (retry_count) {
4661                 if (signal_pending(current)) {
4662                         ret = -EINTR;
4663                         break;
4664                 }
4665                 /*
4666                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4667                  * open coded manner. You see what this really does.
4668                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4669                  */
4670                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4671                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4672                 if (memlimit > val) {
4673                         ret = -EINVAL;
4674                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4675                         break;
4676                 }
4677                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4678                 if (memswlimit < val)
4679                         enlarge = 1;
4680                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4681                 if (!ret) {
4682                         if (memlimit == val)
4683                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4684                         else
4685                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4686                 }
4687                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4688
4689                 if (!ret)
4690                         break;
4691
4692                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4693                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4694                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4695                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4696                 /* Usage is reduced ? */
4697                 if (curusage >= oldusage)
4698                         retry_count--;
4699                 else
4700                         oldusage = curusage;
4701         }
4702         if (!ret && enlarge)
4703                 memcg_oom_recover(memcg);
4704         return ret;
4705 }
4706
4707 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4708                                             gfp_t gfp_mask,
4709                                             unsigned long *total_scanned)
4710 {
4711         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4712         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4713         unsigned long reclaimed;
4714         int loop = 0;
4715         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4716         unsigned long long excess;
4717         unsigned long nr_scanned;
4718
4719         if (order > 0)
4720                 return 0;
4721
4722         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4723         /*
4724          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4725          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4726          * pressure
4727          */
4728         do {
4729                 if (next_mz)
4730                         mz = next_mz;
4731                 else
4732                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4733                 if (!mz)
4734                         break;
4735
4736                 nr_scanned = 0;
4737                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4738                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4739                 nr_reclaimed += reclaimed;
4740                 *total_scanned += nr_scanned;
4741                 spin_lock(&mctz->lock);
4742
4743                 /*
4744                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4745                  * it is time to move on to the next cgroup
4746                  */
4747                 next_mz = NULL;
4748                 if (!reclaimed) {
4749                         do {
4750                                 /*
4751                                  * Loop until we find yet another one.
4752                                  *
4753                                  * By the time we get the soft_limit lock
4754                                  * again, someone might have aded the
4755                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4756                                  * make sure we get a different mem.
4757                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4758                                  * NULL if no other cgroup is present on
4759                                  * the tree
4760                                  */
4761                                 next_mz =
4762                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4763                                 if (next_mz == mz)
4764                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4765                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4766                                         break;
4767                         } while (1);
4768                 }
4769                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4770                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4771                 /*
4772                  * One school of thought says that we should not add
4773                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4774                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4775                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4776                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4777                  * term TODO.
4778                  */
4779                 /* If excess == 0, no tree ops */
4780                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4781                 spin_unlock(&mctz->lock);
4782                 css_put(&mz->memcg->css);
4783                 loop++;
4784                 /*
4785                  * Could not reclaim anything and there are no more
4786                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4787                  * reclaiming anything.
4788                  */
4789                 if (!nr_reclaimed &&
4790                         (next_mz == NULL ||
4791                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4792                         break;
4793         } while (!nr_reclaimed);
4794         if (next_mz)
4795                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4796         return nr_reclaimed;
4797 }
4798
4799 /**
4800  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4801  * @memcg: group to clear
4802  * @node: NUMA node
4803  * @zid: zone id
4804  * @lru: lru to to clear
4805  *
4806  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4807  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4808  * group.
4809  */
4810 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4811                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4812 {
4813         struct lruvec *lruvec;
4814         unsigned long flags;
4815         struct list_head *list;
4816         struct page *busy;
4817         struct zone *zone;
4818
4819         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4820         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4821         list = &lruvec->lists[lru];
4822
4823         busy = NULL;
4824         do {
4825                 struct page_cgroup *pc;
4826                 struct page *page;
4827
4828                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4829                 if (list_empty(list)) {
4830                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4831                         break;
4832                 }
4833                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4834                 if (busy == page) {
4835                         list_move(&page->lru, list);
4836                         busy = NULL;
4837                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4838                         continue;
4839                 }
4840                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4841
4842                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4843
4844                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4845                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4846                         busy = page;
4847                         cond_resched();
4848                 } else
4849                         busy = NULL;
4850         } while (!list_empty(list));
4851 }
4852
4853 /*
4854  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4855  * all the charges and pages to the parent.
4856  * This enables deleting this mem_cgroup.
4857  *
4858  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4859  */
4860 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4861 {
4862         int node, zid;
4863         u64 usage;
4864
4865         do {
4866                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4867                 lru_add_drain_all();
4868                 drain_all_stock_sync(memcg);
4869                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4870                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4871                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4872                                 enum lru_list lru;
4873                                 for_each_lru(lru) {
4874                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4875                                                         node, zid, lru);
4876                                 }
4877                         }
4878                 }
4879                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4880                 memcg_oom_recover(memcg);
4881                 cond_resched();
4882
4883                 /*
4884                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4885                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4886                  * expect their value to drop to 0 here.
4887                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4888                  *
4889                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4890                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4891                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4892                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4893                  * charge before adding to the LRU.
4894                  */
4895                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4896                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4897         } while (usage > 0);
4898 }
4899
4900 /*
4901  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4902  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4903  * is meaningless
4904  */
4905 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4906 {
4907         struct cgroup *pos;
4908
4909         /* bounce at first found */
4910         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4911                 return true;
4912         return false;
4913 }
4914
4915 /*
4916  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4917  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4918  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4919  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4920  * any memcg without hierarchy as infertile.
4921  */
4922 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4923 {
4924         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4925 }
4926
4927 /*
4928  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4929  * the rest to the parent.
4930  *
4931  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4932  */
4933 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4934 {
4935         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4936         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4937
4938         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4939         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4940                 return -EBUSY;
4941
4942         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4943         lru_add_drain_all();
4944         /* try to free all pages in this cgroup */
4945         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4946                 int progress;
4947
4948                 if (signal_pending(current))
4949                         return -EINTR;
4950
4951                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4952                                                 false);
4953                 if (!progress) {
4954                         nr_retries--;
4955                         /* maybe some writeback is necessary */
4956                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4957                 }
4958
4959         }
4960         lru_add_drain();
4961         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4962
4963         return 0;
4964 }
4965
4966 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4967 {
4968         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4969         int ret;
4970
4971         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4972                 return -EINVAL;
4973         css_get(&memcg->css);
4974         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4975         css_put(&memcg->css);
4976
4977         return ret;
4978 }
4979
4980
4981 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4982 {
4983         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4984 }
4985
4986 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4987                                         u64 val)
4988 {
4989         int retval = 0;
4990         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4991         struct cgroup *parent = cont->parent;
4992         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4993
4994         if (parent)
4995                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4996
4997         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4998
4999         if (memcg->use_hierarchy == val)
5000                 goto out;
5001
5002         /*
5003          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5004          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5005          * occur, provided the current cgroup has no children.
5006          *
5007          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5008          * set if there are no children.
5009          */
5010         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5011                                 (val == 1 || val == 0)) {
5012                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5013                         memcg->use_hierarchy = val;
5014                 else
5015                         retval = -EBUSY;
5016         } else
5017                 retval = -EINVAL;
5018
5019 out:
5020         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5021
5022         return retval;
5023 }
5024
5025
5026 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5027                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5028 {
5029         struct mem_cgroup *iter;
5030         long val = 0;
5031
5032         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5033         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5034                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5035
5036         if (val < 0) /* race ? */
5037                 val = 0;
5038         return val;
5039 }
5040
5041 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5042 {
5043         u64 val;
5044
5045         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5046                 if (!swap)
5047                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5048                 else
5049                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5050         }
5051
5052         /*
5053          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5054          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5055          */
5056         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5057         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5058
5059         if (swap)
5060                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5061
5062         return val << PAGE_SHIFT;
5063 }
5064
5065 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5066                                struct file *file, char __user *buf,
5067                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5068 {
5069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5070         char str[64];
5071         u64 val;
5072         int name, len;
5073         enum res_type type;
5074
5075         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5076         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5077
5078         switch (type) {
5079         case _MEM:
5080                 if (name == RES_USAGE)
5081                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5082                 else
5083                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5084                 break;
5085         case _MEMSWAP:
5086                 if (name == RES_USAGE)
5087                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5088                 else
5089                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5090                 break;
5091         case _KMEM:
5092                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5093                 break;
5094         default:
5095                 BUG();
5096         }
5097
5098         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5099         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5100 }
5101
5102 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5103 {
5104         int ret = -EINVAL;
5105 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5106         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5107         /*
5108          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5109          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5110          * already joined.
5111          *
5112          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5113          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5114          * place, which makes the value quite meaningless.
5115          *
5116          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5117          * of course permitted.
5118          */
5119         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5120         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5121         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5122                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5123                         ret = -EBUSY;
5124                         goto out;
5125                 }
5126                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5127                 VM_BUG_ON(ret);
5128
5129                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5130                 if (ret) {
5131                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5132                         goto out;
5133                 }
5134                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5135                 /*
5136                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5137                  * starts accounting before all call sites are patched
5138                  */
5139                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5140
5141                 /*
5142                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5143                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5144                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5145                  * need to reference count the memcg because of that.
5146                  */
5147                 mem_cgroup_get(memcg);
5148         } else
5149                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5150 out:
5151         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5152         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5153 #endif
5154         return ret;
5155 }
5156
5157 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5158 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5159 {
5160         int ret = 0;
5161         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5162         if (!parent)
5163                 goto out;
5164
5165         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5166         /*
5167          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5168          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5169          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5170          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5171          * parents.
5172          *
5173          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5174          * that is accounted.
5175          */
5176         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5177                 goto out;
5178
5179         /*
5180          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5181          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5182          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5183          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5184          */
5185         mem_cgroup_get(memcg);
5186         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5187
5188         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5189         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5190         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5191 out:
5192         return ret;
5193 }
5194 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5195
5196 /*
5197  * The user of this function is...
5198  * RES_LIMIT.
5199  */
5200 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5201                             const char *buffer)
5202 {
5203         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5204         enum res_type type;
5205         int name;
5206         unsigned long long val;
5207         int ret;
5208
5209         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5210         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5211
5212         switch (name) {
5213         case RES_LIMIT:
5214                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5215                         ret = -EINVAL;
5216                         break;
5217                 }
5218                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5219                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5220                 if (ret)
5221                         break;
5222                 if (type == _MEM)
5223                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5224                 else if (type == _MEMSWAP)
5225                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5226                 else if (type == _KMEM)
5227                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5228                 else
5229                         return -EINVAL;
5230                 break;
5231         case RES_SOFT_LIMIT:
5232                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5233                 if (ret)
5234                         break;
5235                 /*
5236                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5237                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5238                  * control without swap
5239                  */
5240                 if (type == _MEM)
5241                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5242                 else
5243                         ret = -EINVAL;
5244                 break;
5245         default:
5246                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5247                 break;
5248         }
5249         return ret;
5250 }
5251
5252 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5253                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5254 {
5255         struct cgroup *cgroup;
5256         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5257
5258         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5259         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5260         cgroup = memcg->css.cgroup;
5261         if (!memcg->use_hierarchy)
5262                 goto out;
5263
5264         while (cgroup->parent) {
5265                 cgroup = cgroup->parent;
5266                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5267                 if (!memcg->use_hierarchy)
5268                         break;
5269                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5270                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5271                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5272                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5273         }
5274 out:
5275         *mem_limit = min_limit;
5276         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5277 }
5278
5279 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5280 {
5281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5282         int name;
5283         enum res_type type;
5284
5285         type = MEMFILE_TYPE(event);
5286         name = MEMFILE_ATTR(event);
5287
5288         switch (name) {
5289         case RES_MAX_USAGE:
5290                 if (type == _MEM)
5291                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5292                 else if (type == _MEMSWAP)
5293                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5294                 else if (type == _KMEM)
5295                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5296                 else
5297                         return -EINVAL;
5298                 break;
5299         case RES_FAILCNT:
5300                 if (type == _MEM)
5301                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5302                 else if (type == _MEMSWAP)
5303                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5304                 else if (type == _KMEM)
5305                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5306                 else
5307                         return -EINVAL;
5308                 break;
5309         }
5310
5311         return 0;
5312 }
5313
5314 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5315                                         struct cftype *cft)
5316 {
5317         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5318 }
5319
5320 #ifdef CONFIG_MMU
5321 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5322                                         struct cftype *cft, u64 val)
5323 {
5324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5325
5326         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5327                 return -EINVAL;
5328
5329         /*
5330          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5331          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5332          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5333          * affect task migrations starting after the change.
5334          */
5335         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5336         return 0;
5337 }
5338 #else
5339 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5340                                         struct cftype *cft, u64 val)
5341 {
5342         return -ENOSYS;
5343 }
5344 #endif
5345
5346 #ifdef CONFIG_NUMA
5347 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5348                                       struct seq_file *m)
5349 {
5350         int nid;
5351         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5352         unsigned long node_nr;
5353         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5354
5355         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5356         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5357         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5358                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5359                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5360         }
5361         seq_putc(m, '\n');
5362
5363         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5364         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5365         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5366                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5367                                 LRU_ALL_FILE);
5368                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5369         }
5370         seq_putc(m, '\n');
5371
5372         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5373         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5374         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5375                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5376                                 LRU_ALL_ANON);
5377                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5378         }
5379         seq_putc(m, '\n');
5380
5381         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5382         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5383         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5384                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5385                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5386                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5387         }
5388         seq_putc(m, '\n');
5389         return 0;
5390 }
5391 #endif /* CONFIG_NUMA */
5392
5393 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5394 {
5395         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5396 }
5397
5398 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5399                                  struct seq_file *m)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5402         struct mem_cgroup *mi;
5403         unsigned int i;
5404
5405         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5406                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5407                         continue;
5408                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5409                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5410         }
5411
5412         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5413                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5414                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5415
5416         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5417                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5418                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5419
5420         /* Hierarchical information */
5421         {
5422                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5423                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5424                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5425                 if (do_swap_account)
5426                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5427                                    memsw_limit);
5428         }
5429
5430         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5431                 long long val = 0;
5432
5433                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5434                         continue;
5435                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5436                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5437                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5438         }
5439
5440         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5441                 unsigned long long val = 0;
5442
5443                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5444                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5445                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5446                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5447         }
5448
5449         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5450                 unsigned long long val = 0;
5451
5452                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5453                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5454                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5455         }
5456
5457 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5458         {
5459                 int nid, zid;
5460                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5461                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5462                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5463                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5464
5465                 for_each_online_node(nid)
5466                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5467                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5468                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5469
5470                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5471                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5472                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5473                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5474                         }
5475                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5476                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5477                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5478                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5479         }
5480 #endif
5481
5482         return 0;
5483 }
5484
5485 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5486 {
5487         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5488
5489         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5490 }
5491
5492 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5493                                        u64 val)
5494 {
5495         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5496         struct mem_cgroup *parent;
5497
5498         if (val > 100)
5499                 return -EINVAL;
5500
5501         if (cgrp->parent == NULL)
5502                 return -EINVAL;
5503
5504         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5505
5506         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5507
5508         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5509         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5510                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5511                 return -EINVAL;
5512         }
5513
5514         memcg->swappiness = val;
5515
5516         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5517
5518         return 0;
5519 }
5520
5521 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5522 {
5523         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5524         u64 usage;
5525         int i;
5526
5527         rcu_read_lock();
5528         if (!swap)
5529                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5530         else
5531                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5532
5533         if (!t)
5534                 goto unlock;
5535
5536         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5537
5538         /*
5539          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5540          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5541          * call of __mem_cgroup_threshold().
5542          */
5543         i = t->current_threshold;
5544
5545         /*
5546          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5547          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5548          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5549          * only one element of the array here.
5550          */
5551         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5552                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5553
5554         /* i = current_threshold + 1 */
5555         i++;
5556
5557         /*
5558          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5559          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5560          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5561          * only one element of the array here.
5562          */
5563         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5564                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5565
5566         /* Update current_threshold */
5567         t->current_threshold = i - 1;
5568 unlock:
5569         rcu_read_unlock();
5570 }
5571
5572 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5573 {
5574         while (memcg) {
5575                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5576                 if (do_swap_account)
5577                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5578
5579                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5580         }
5581 }
5582
5583 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5584 {
5585         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5586         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5587
5588         return _a->threshold - _b->threshold;
5589 }
5590
5591 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5592 {
5593         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5594
5595         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5596                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5597         return 0;
5598 }
5599
5600 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5601 {
5602         struct mem_cgroup *iter;
5603
5604         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5605                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5606 }
5607
5608 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5609         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5610 {
5611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5612         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5613         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5614         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5615         u64 threshold, usage;
5616         int i, size, ret;
5617
5618         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5619         if (ret)
5620                 return ret;
5621
5622         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5623
5624         if (type == _MEM)
5625                 thresholds = &memcg->thresholds;
5626         else if (type == _MEMSWAP)
5627                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5628         else
5629                 BUG();
5630
5631         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5632
5633         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5634         if (thresholds->primary)
5635                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5636
5637         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5638
5639         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5640         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5641                         GFP_KERNEL);
5642         if (!new) {
5643                 ret = -ENOMEM;
5644                 goto unlock;
5645         }
5646         new->size = size;
5647
5648         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5649         if (thresholds->primary) {
5650                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5651                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5652         }
5653
5654         /* Add new threshold */
5655         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5656         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5657
5658         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5659         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5660                         compare_thresholds, NULL);
5661
5662         /* Find current threshold */
5663         new->current_threshold = -1;
5664         for (i = 0; i < size; i++) {
5665                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5666                         /*
5667                          * new->current_threshold will not be used until
5668                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5669                          * it here.
5670                          */
5671                         ++new->current_threshold;
5672                 } else
5673                         break;
5674         }
5675
5676         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5677         kfree(thresholds->spare);
5678         thresholds->spare = thresholds->primary;
5679
5680         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5681
5682         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5683         synchronize_rcu();
5684
5685 unlock:
5686         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5687
5688         return ret;
5689 }
5690
5691 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5692         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5693 {
5694         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5695         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5696         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5697         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5698         u64 usage;
5699         int i, j, size;
5700
5701         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5702         if (type == _MEM)
5703                 thresholds = &memcg->thresholds;
5704         else if (type == _MEMSWAP)
5705                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5706         else
5707                 BUG();
5708
5709         if (!thresholds->primary)
5710                 goto unlock;
5711
5712         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5713
5714         /* Check if a threshold crossed before removing */
5715         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5716
5717         /* Calculate new number of threshold */
5718         size = 0;
5719         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5720                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5721                         size++;
5722         }
5723
5724         new = thresholds->spare;
5725
5726         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5727         if (!size) {
5728                 kfree(new);
5729                 new = NULL;
5730                 goto swap_buffers;
5731         }
5732
5733         new->size = size;
5734
5735         /* Copy thresholds and find current threshold */
5736         new->current_threshold = -1;
5737         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5738                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5739                         continue;
5740
5741                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5742                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5743                         /*
5744                          * new->current_threshold will not be used
5745                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5746                          * it here.
5747                          */
5748                         ++new->current_threshold;
5749                 }
5750                 j++;
5751         }
5752
5753 swap_buffers:
5754         /* Swap primary and spare array */
5755         thresholds->spare = thresholds->primary;
5756         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5757         if (!new) {
5758                 kfree(thresholds->spare);
5759                 thresholds->spare = NULL;
5760         }
5761
5762         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5763
5764         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5765         synchronize_rcu();
5766 unlock:
5767         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5768 }
5769
5770 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5771         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5772 {
5773         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5774         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5775         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5776
5777         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5778         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5779         if (!event)
5780                 return -ENOMEM;
5781
5782         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5783
5784         event->eventfd = eventfd;
5785         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5786
5787         /* already in OOM ? */
5788         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5789                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5790         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5791
5792         return 0;
5793 }
5794
5795 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5796         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5797 {
5798         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5799         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5800         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5801
5802         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5803
5804         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5805
5806         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5807                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5808                         list_del(&ev->list);
5809                         kfree(ev);
5810                 }
5811         }
5812
5813         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5814 }
5815
5816 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5817         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5818 {
5819         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5820
5821         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5822
5823         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5824                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5825         else
5826                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5827         return 0;
5828 }
5829
5830 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5831         struct cftype *cft, u64 val)
5832 {
5833         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5834         struct mem_cgroup *parent;
5835
5836         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5837         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5838                 return -EINVAL;
5839
5840         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5841
5842         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5843         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5844         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5845                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5846                 return -EINVAL;
5847         }
5848         memcg->oom_kill_disable = val;
5849         if (!val)
5850                 memcg_oom_recover(memcg);
5851         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5852         return 0;
5853 }
5854
5855 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5856 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5857 {
5858         int ret;
5859
5860         memcg->kmemcg_id = -1;
5861         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5862         if (ret)
5863                 return ret;
5864
5865         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5866 }
5867
5868 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5869 {
5870         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5871
5872         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5873
5874         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5875                 return;
5876
5877         /*
5878          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5879          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5880          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5881          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5882          */
5883         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5884                 mem_cgroup_put(memcg);
5885 }
5886 #else
5887 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5888 {
5889         return 0;
5890 }
5891
5892 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5893 {
5894 }
5895 #endif
5896
5897 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5898         {
5899                 .name = "usage_in_bytes",
5900                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5901                 .read = mem_cgroup_read,
5902                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5903                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5904         },
5905         {
5906                 .name = "max_usage_in_bytes",
5907                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5908                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5909                 .read = mem_cgroup_read,
5910         },
5911         {
5912                 .name = "limit_in_bytes",
5913                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5914                 .write_string = mem_cgroup_write,
5915                 .read = mem_cgroup_read,
5916         },
5917         {
5918                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5919                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5920                 .write_string = mem_cgroup_write,
5921                 .read = mem_cgroup_read,
5922         },
5923         {
5924                 .name = "failcnt",
5925                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5926                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5927                 .read = mem_cgroup_read,
5928         },
5929         {
5930                 .name = "stat",
5931                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5932         },
5933         {
5934                 .name = "force_empty",
5935                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5936         },
5937         {
5938                 .name = "use_hierarchy",
5939                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5940                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5941                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5942         },
5943         {
5944                 .name = "swappiness",
5945                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5946                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5947         },
5948         {
5949                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5950                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5951                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5952         },
5953         {
5954                 .name = "oom_control",
5955                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5956                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5957                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5958                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5960         },
5961         {
5962                 .name = "pressure_level",
5963                 .register_event = vmpressure_register_event,
5964                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5965         },
5966 #ifdef CONFIG_NUMA
5967         {
5968                 .name = "numa_stat",
5969                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5970         },
5971 #endif
5972 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5973         {
5974                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5975                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5976                 .write_string = mem_cgroup_write,
5977                 .read = mem_cgroup_read,
5978         },
5979         {
5980                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5981                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5982                 .read = mem_cgroup_read,
5983         },
5984         {
5985                 .name = "kmem.failcnt",
5986                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5987                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5988                 .read = mem_cgroup_read,
5989         },
5990         {
5991                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5992                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5993                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5994                 .read = mem_cgroup_read,
5995         },
5996 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5997         {
5998                 .name = "kmem.slabinfo",
5999                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6000         },
6001 #endif
6002 #endif
6003         { },    /* terminate */
6004 };
6005
6006 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6007 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6008         {
6009                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6011                 .read = mem_cgroup_read,
6012                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6013                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6014         },
6015         {
6016                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6017                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6018                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6019                 .read = mem_cgroup_read,
6020         },
6021         {
6022                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6023                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6024                 .write_string = mem_cgroup_write,
6025                 .read = mem_cgroup_read,
6026         },
6027         {
6028                 .name = "memsw.failcnt",
6029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6030                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6031                 .read = mem_cgroup_read,
6032         },
6033         { },    /* terminate */
6034 };
6035 #endif
6036 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6037 {
6038         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6039         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6040         int zone, tmp = node;
6041         /*
6042          * This routine is called against possible nodes.
6043          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6044          *
6045          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6046          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6047          *       function.
6048          */
6049         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6050                 tmp = -1;
6051         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6052         if (!pn)
6053                 return 1;
6054
6055         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6056                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6057                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6058                 mz->usage_in_excess = 0;
6059                 mz->on_tree = false;
6060                 mz->memcg = memcg;
6061         }
6062         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6063         return 0;
6064 }
6065
6066 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6067 {
6068         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6069 }
6070
6071 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6072 {
6073         struct mem_cgroup *memcg;
6074         size_t size = memcg_size();
6075
6076         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6077         if (size < PAGE_SIZE)
6078                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6079         else
6080                 memcg = vzalloc(size);
6081
6082         if (!memcg)
6083                 return NULL;
6084
6085         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6086         if (!memcg->stat)
6087                 goto out_free;
6088         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6089         return memcg;
6090
6091 out_free:
6092         if (size < PAGE_SIZE)
6093                 kfree(memcg);
6094         else
6095                 vfree(memcg);
6096         return NULL;
6097 }
6098
6099 /*
6100  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6101  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6102  *
6103  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6104  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6105  * it goes down to 0.
6106  *
6107  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6108  */
6109
6110 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6111 {
6112         int node;
6113         size_t size = memcg_size();
6114
6115         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6116         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6117
6118         for_each_node(node)
6119                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6120
6121         free_percpu(memcg->stat);
6122
6123         /*
6124          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6125          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6126          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6127          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6128          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6129          *
6130          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6131          * to move this code around, and make sure it is outside
6132          * the cgroup_lock.
6133          */
6134         disarm_static_keys(memcg);
6135         if (size < PAGE_SIZE)
6136                 kfree(memcg);
6137         else
6138                 vfree(memcg);
6139 }
6140
6141
6142 /*
6143  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6144  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6145  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6146  */
6147 static void free_work(struct work_struct *work)
6148 {
6149         struct mem_cgroup *memcg;
6150
6151         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6152         __mem_cgroup_free(memcg);
6153 }
6154
6155 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6156 {
6157         struct mem_cgroup *memcg;
6158
6159         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6160         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6161         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6162 }
6163
6164 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6165 {
6166         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6167 }
6168
6169 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6170 {
6171         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6172                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6173                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6174                 if (parent)
6175                         mem_cgroup_put(parent);
6176         }
6177 }
6178
6179 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6180 {
6181         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6182 }
6183
6184 /*
6185  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6186  */
6187 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6188 {
6189         if (!memcg->res.parent)
6190                 return NULL;
6191         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6192 }
6193 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6194
6195 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6196 {
6197         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6198         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6199         int tmp, node, zone;
6200
6201         for_each_node(node) {
6202                 tmp = node;
6203                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6204                         tmp = -1;
6205                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6206                 BUG_ON(!rtpn);
6207
6208                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6209
6210                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6211                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6212                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6213                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6214                 }
6215         }
6216 }
6217
6218 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6219 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6220 {
6221         struct mem_cgroup *memcg;
6222         long error = -ENOMEM;
6223         int node;
6224
6225         memcg = mem_cgroup_alloc();
6226         if (!memcg)
6227                 return ERR_PTR(error);
6228
6229         for_each_node(node)
6230                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6231                         goto free_out;
6232
6233         /* root ? */
6234         if (cont->parent == NULL) {
6235                 root_mem_cgroup = memcg;
6236                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6237                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6238                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6239         }
6240
6241         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6242         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6243         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6244         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6245         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6246         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6247         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6248
6249         return &memcg->css;
6250
6251 free_out:
6252         __mem_cgroup_free(memcg);
6253         return ERR_PTR(error);
6254 }
6255
6256 static int
6257 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6258 {
6259         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6260         int error = 0;
6261
6262         if (!cont->parent)
6263                 return 0;
6264
6265         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6266         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6267         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6268
6269         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6270         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6271         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6272
6273         if (parent->use_hierarchy) {
6274                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6275                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6276                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6277
6278                 /*
6279                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6280                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6281                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6282                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6283                  */
6284                 mem_cgroup_get(parent);
6285         } else {
6286                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6287                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6288                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6289                 /*
6290                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6291                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6292                  * unfortunate state in our controller.
6293                  */
6294                 if (parent != root_mem_cgroup)
6295                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6296         }
6297
6298         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6299         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6300         if (error) {
6301                 /*
6302                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6303                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6304                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6305                  */
6306                 mem_cgroup_put(memcg);
6307                 if (parent->use_hierarchy)
6308                         mem_cgroup_put(parent);
6309         }
6310         return error;
6311 }
6312
6313 /*
6314  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6315  */
6316 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6317 {
6318         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6319
6320         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6321                 atomic_inc(&parent->dead_count);
6322
6323         /*
6324          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6325          * explicitely.
6326          */
6327         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6328                 atomic_inc(&root_mem_cgroup->dead_count);
6329 }
6330
6331 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6334
6335         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6336         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6337         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6338 }
6339
6340 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6341 {
6342         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6343
6344         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6345
6346         mem_cgroup_put(memcg);
6347 }
6348
6349 #ifdef CONFIG_MMU
6350 /* Handlers for move charge at task migration. */
6351 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6352 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6353 {
6354         int ret = 0;
6355         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6356         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6357
6358         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6359                 mc.precharge += count;
6360                 /* we don't need css_get for root */
6361                 return ret;
6362         }
6363         /* try to charge at once */
6364         if (count > 1) {
6365                 struct res_counter *dummy;
6366                 /*
6367                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6368                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6369                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6370                  * css_get().
6371                  */
6372                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6373                         goto one_by_one;
6374                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6375                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6376                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6377                         goto one_by_one;
6378                 }
6379                 mc.precharge += count;
6380                 return ret;
6381         }
6382 one_by_one:
6383         /* fall back to one by one charge */
6384         while (count--) {
6385                 if (signal_pending(current)) {
6386                         ret = -EINTR;
6387                         break;
6388                 }
6389                 if (!batch_count--) {
6390                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6391                         cond_resched();
6392                 }
6393                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6394                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6395                 if (ret)
6396                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6397                         return ret;
6398                 mc.precharge++;
6399         }
6400         return ret;
6401 }
6402
6403 /**
6404  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6405  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6406  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6407  * @ptent: the pte to be checked
6408  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6409  *
6410  * Returns
6411  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6412  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6413  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6414  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6415  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6416  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6417  *     in target->ent.
6418  *
6419  * Called with pte lock held.
6420  */
6421 union mc_target {
6422         struct page     *page;
6423         swp_entry_t     ent;
6424 };
6425
6426 enum mc_target_type {
6427         MC_TARGET_NONE = 0,
6428         MC_TARGET_PAGE,
6429         MC_TARGET_SWAP,
6430 };
6431
6432 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6433                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6434 {
6435         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6436
6437         if (!page || !page_mapped(page))
6438                 return NULL;
6439         if (PageAnon(page)) {
6440                 /* we don't move shared anon */
6441                 if (!move_anon())
6442                         return NULL;
6443         } else if (!move_file())
6444                 /* we ignore mapcount for file pages */
6445                 return NULL;
6446         if (!get_page_unless_zero(page))
6447                 return NULL;
6448
6449         return page;
6450 }
6451
6452 #ifdef CONFIG_SWAP
6453 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6454                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6455 {
6456         struct page *page = NULL;
6457         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6458
6459         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6460                 return NULL;
6461         /*
6462          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6463          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6464          */
6465         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6466         if (do_swap_account)
6467                 entry->val = ent.val;
6468
6469         return page;
6470 }
6471 #else
6472 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6473                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6474 {
6475         return NULL;
6476 }
6477 #endif
6478
6479 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6480                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6481 {
6482         struct page *page = NULL;
6483         struct address_space *mapping;
6484         pgoff_t pgoff;
6485
6486         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6487                 return NULL;
6488         if (!move_file())
6489                 return NULL;
6490
6491         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6492         if (pte_none(ptent))
6493                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6494         else /* pte_file(ptent) is true */
6495                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6496
6497         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6498         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6499
6500 #ifdef CONFIG_SWAP
6501         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6502         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6503                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6504                 if (do_swap_account)
6505                         *entry = swap;
6506                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6507         }
6508 #endif
6509         return page;
6510 }
6511
6512 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6513                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6514 {
6515         struct page *page = NULL;
6516         struct page_cgroup *pc;
6517         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6518         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6519
6520         if (pte_present(ptent))
6521                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6522         else if (is_swap_pte(ptent))
6523                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6524         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6525                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6526
6527         if (!page && !ent.val)
6528                 return ret;
6529         if (page) {
6530                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6531                 /*
6532                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6533                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6534                  * the lock.
6535                  */
6536                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6537                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6538                         if (target)
6539                                 target->page = page;
6540                 }
6541                 if (!ret || !target)
6542                         put_page(page);
6543         }
6544         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6545         if (ent.val && !ret &&
6546                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6547                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6548                 if (target)
6549                         target->ent = ent;
6550         }
6551         return ret;
6552 }
6553
6554 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6555 /*
6556  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6557  * support them for now.
6558  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6559  */
6560 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6561                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6562 {
6563         struct page *page = NULL;
6564         struct page_cgroup *pc;
6565         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6566
6567         page = pmd_page(pmd);
6568         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6569         if (!move_anon())
6570                 return ret;
6571         pc = lookup_page_cgroup(page);
6572         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6573                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6574                 if (target) {
6575                         get_page(page);
6576                         target->page = page;
6577                 }
6578         }
6579         return ret;
6580 }
6581 #else
6582 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6583                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6584 {
6585         return MC_TARGET_NONE;
6586 }
6587 #endif
6588
6589 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6590                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6591                                         struct mm_walk *walk)
6592 {
6593         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6594         pte_t *pte;
6595         spinlock_t *ptl;
6596
6597         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6598                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6599                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6600                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6601                 return 0;
6602         }
6603
6604         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6605                 return 0;
6606         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6607         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6608                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6609                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6610         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6611         cond_resched();
6612
6613         return 0;
6614 }
6615
6616 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6617 {
6618         unsigned long precharge;
6619         struct vm_area_struct *vma;
6620
6621         down_read(&mm->mmap_sem);
6622         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6623                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6624                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6625                         .mm = mm,
6626                         .private = vma,
6627                 };
6628                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6629                         continue;
6630                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6631                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6632         }
6633         up_read(&mm->mmap_sem);
6634
6635         precharge = mc.precharge;
6636         mc.precharge = 0;
6637
6638         return precharge;
6639 }
6640
6641 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6642 {
6643         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6644
6645         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6646         mc.moving_task = current;
6647         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6648 }
6649
6650 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6651 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6652 {
6653         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6654         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6655
6656         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6657         if (mc.precharge) {
6658                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6659                 mc.precharge = 0;
6660         }
6661         /*
6662          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6663          * we must uncharge here.
6664          */
6665         if (mc.moved_charge) {
6666                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6667                 mc.moved_charge = 0;
6668         }
6669         /* we must fixup refcnts and charges */
6670         if (mc.moved_swap) {
6671                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6672                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6673                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6674                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6675                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6676
6677                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6678                         /*
6679                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6680                          * uncharge to->res.
6681                          */
6682                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6683                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6684                 }
6685                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6686                 mc.moved_swap = 0;
6687         }
6688         memcg_oom_recover(from);
6689         memcg_oom_recover(to);
6690         wake_up_all(&mc.waitq);
6691 }
6692
6693 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6694 {
6695         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6696
6697         /*
6698          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6699          * task migration.
6700          */
6701         mc.moving_task = NULL;
6702         __mem_cgroup_clear_mc();
6703         spin_lock(&mc.lock);
6704         mc.from = NULL;
6705         mc.to = NULL;
6706         spin_unlock(&mc.lock);
6707         mem_cgroup_end_move(from);
6708 }
6709
6710 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6711                                  struct cgroup_taskset *tset)
6712 {
6713         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6714         int ret = 0;
6715         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6716         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6717
6718         /*
6719          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6720          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6721          * So we need to save it, and keep it going.
6722          */
6723         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6724         if (move_charge_at_immigrate) {
6725                 struct mm_struct *mm;
6726                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6727
6728                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6729
6730                 mm = get_task_mm(p);
6731                 if (!mm)
6732                         return 0;
6733                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6734                 if (mm->owner == p) {
6735                         VM_BUG_ON(mc.from);
6736                         VM_BUG_ON(mc.to);
6737                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6738                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6739                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6740                         mem_cgroup_start_move(from);
6741                         spin_lock(&mc.lock);
6742                         mc.from = from;
6743                         mc.to = memcg;
6744                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6745                         spin_unlock(&mc.lock);
6746                         /* We set mc.moving_task later */
6747
6748                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6749                         if (ret)
6750                                 mem_cgroup_clear_mc();
6751                 }
6752                 mmput(mm);
6753         }
6754         return ret;
6755 }
6756
6757 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6758                                      struct cgroup_taskset *tset)
6759 {
6760         mem_cgroup_clear_mc();
6761 }
6762
6763 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6764                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6765                                 struct mm_walk *walk)
6766 {
6767         int ret = 0;
6768         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6769         pte_t *pte;
6770         spinlock_t *ptl;
6771         enum mc_target_type target_type;
6772         union mc_target target;
6773         struct page *page;
6774         struct page_cgroup *pc;
6775
6776         /*
6777          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6778          * happens because:
6779          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6780          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6781          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6782          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6783          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6784          *    part of thp split is not executed yet.
6785          */
6786         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6787                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6788                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6789                         return 0;
6790                 }
6791                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6792                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6793                         page = target.page;
6794                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6795                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6796                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6797                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6798                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6799                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6800                                 }
6801                                 putback_lru_page(page);
6802                         }
6803                         put_page(page);
6804                 }
6805                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6806                 return 0;
6807         }
6808
6809         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6810                 return 0;
6811 retry:
6812         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6813         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6814                 pte_t ptent = *(pte++);
6815                 swp_entry_t ent;
6816
6817                 if (!mc.precharge)
6818                         break;
6819
6820                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6821                 case MC_TARGET_PAGE:
6822                         page = target.page;
6823                         if (isolate_lru_page(page))
6824                                 goto put;
6825                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6826                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6827                                                      mc.from, mc.to)) {
6828                                 mc.precharge--;
6829                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6830                                 mc.moved_charge++;
6831                         }
6832                         putback_lru_page(page);
6833 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6834                         put_page(page);
6835                         break;
6836                 case MC_TARGET_SWAP:
6837                         ent = target.ent;
6838                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6839                                 mc.precharge--;
6840                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6841                                 mc.moved_swap++;
6842                         }
6843                         break;
6844                 default:
6845                         break;
6846                 }
6847         }
6848         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6849         cond_resched();
6850
6851         if (addr != end) {
6852                 /*
6853                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6854                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6855                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6856                  * phase.
6857                  */
6858                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6859                 if (!ret)
6860                         goto retry;
6861         }
6862
6863         return ret;
6864 }
6865
6866 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6867 {
6868         struct vm_area_struct *vma;
6869
6870         lru_add_drain_all();
6871 retry:
6872         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6873                 /*
6874                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6875                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6876                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6877                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6878                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6879                  */
6880                 __mem_cgroup_clear_mc();
6881                 cond_resched();
6882                 goto retry;
6883         }
6884         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6885                 int ret;
6886                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6887                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6888                         .mm = mm,
6889                         .private = vma,
6890                 };
6891                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6892                         continue;
6893                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6894                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6895                 if (ret)
6896                         /*
6897                          * means we have consumed all precharges and failed in
6898                          * doing additional charge. Just abandon here.
6899                          */
6900                         break;
6901         }
6902         up_read(&mm->mmap_sem);
6903 }
6904
6905 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6906                                  struct cgroup_taskset *tset)
6907 {
6908         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6909         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6910
6911         if (mm) {
6912                 if (mc.to)
6913                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6914                 mmput(mm);
6915         }
6916         if (mc.to)
6917                 mem_cgroup_clear_mc();
6918 }
6919 #else   /* !CONFIG_MMU */
6920 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6921                                  struct cgroup_taskset *tset)
6922 {
6923         return 0;
6924 }
6925 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6926                                      struct cgroup_taskset *tset)
6927 {
6928 }
6929 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6930                                  struct cgroup_taskset *tset)
6931 {
6932 }
6933 #endif
6934
6935 /*
6936  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6937  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6938  */
6939 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
6940 {
6941         /*
6942          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6943          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6944          * on for the root memcg is enough.
6945          */
6946         if (cgroup_sane_behavior(root))
6947                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
6948 }
6949
6950 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6951         .name = "memory",
6952         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6953         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6954         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6955         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6956         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6957         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6958         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6959         .attach = mem_cgroup_move_task,
6960         .bind = mem_cgroup_bind,
6961         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6962         .early_init = 0,
6963         .use_id = 1,
6964 };
6965
6966 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6967 static int __init enable_swap_account(char *s)
6968 {
6969         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6970         if (!strcmp(s, "1"))
6971                 really_do_swap_account = 1;
6972         else if (!strcmp(s, "0"))
6973                 really_do_swap_account = 0;
6974         return 1;
6975 }
6976 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6977
6978 static void __init memsw_file_init(void)
6979 {
6980         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6981 }
6982
6983 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6984 {
6985         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6986                 do_swap_account = 1;
6987                 memsw_file_init();
6988         }
6989 }
6990
6991 #else
6992 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6993 {
6994 }
6995 #endif
6996
6997 /*
6998  * subsys_initcall() for memory controller.
6999  *
7000  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7001  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7002  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7003  * be initialized from here.
7004  */
7005 static int __init mem_cgroup_init(void)
7006 {
7007         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7008         enable_swap_cgroup();
7009         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7010         memcg_stock_init();
7011         return 0;
7012 }
7013 subsys_initcall(mem_cgroup_init);