57b16083f04603cdef5c4c9b98b95b9a75202f8a
[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 <linux/lockdep.h>
58 #include "internal.h"
59 #include <net/sock.h>
60 #include <net/ip.h>
61 #include <net/tcp_memcontrol.h>
62 #include "slab.h"
63
64 #include <asm/uaccess.h>
65
66 #include <trace/events/vmscan.h>
67
68 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
69 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
70
71 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
72 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
73
74 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
75 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
76 int do_swap_account __read_mostly;
77
78 /* for remember boot option*/
79 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
80 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
81 #else
82 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
83 #endif
84
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 enum mem_cgroup_events_index {
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
108         "pgpgin",
109         "pgpgout",
110         "pgfault",
111         "pgmajfault",
112 };
113
114 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
115         "inactive_anon",
116         "active_anon",
117         "inactive_file",
118         "active_file",
119         "unevictable",
120 };
121
122 /*
123  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
124  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
125  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
126  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
127  */
128 enum mem_cgroup_events_target {
129         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
130         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
131         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
132         MEM_CGROUP_NTARGETS,
133 };
134 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
135 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
136 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
137
138 struct mem_cgroup_stat_cpu {
139         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
140         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
141         unsigned long nr_page_events;
142         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
143 };
144
145 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
146         /*
147          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
148          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
149          */
150         struct mem_cgroup *last_visited;
151         unsigned long last_dead_count;
152
153         /* scan generation, increased every round-trip */
154         unsigned int generation;
155 };
156
157 /*
158  * per-zone information in memory controller.
159  */
160 struct mem_cgroup_per_zone {
161         struct lruvec           lruvec;
162         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
163
164         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
165
166         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
167         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
168                                                 /* the soft limit is exceeded*/
169         bool                    on_tree;
170         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
171                                                 /* use container_of        */
172 };
173
174 struct mem_cgroup_per_node {
175         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         /* vmpressure notifications */
252         struct vmpressure vmpressure;
253
254         /*
255          * the counter to account for mem+swap usage.
256          */
257         struct res_counter memsw;
258
259         /*
260          * the counter to account for kernel memory usage.
261          */
262         struct res_counter kmem;
263         /*
264          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
265          */
266         bool use_hierarchy;
267         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271         atomic_t        oom_wakeups;
272
273         int     swappiness;
274         /* OOM-Killer disable */
275         int             oom_kill_disable;
276
277         /* set when res.limit == memsw.limit */
278         bool            memsw_is_minimum;
279
280         /* protect arrays of thresholds */
281         struct mutex thresholds_lock;
282
283         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
284         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
285
286         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
288
289         /* For oom notifier event fd */
290         struct list_head oom_notify;
291
292         /*
293          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
294          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
295          */
296         unsigned long move_charge_at_immigrate;
297         /*
298          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
299          */
300         atomic_t        moving_account;
301         /* taken only while moving_account > 0 */
302         spinlock_t      move_lock;
303         /*
304          * percpu counter.
305          */
306         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
307         /*
308          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
309          * See mem_cgroup_read_stat().
310          */
311         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
312         spinlock_t pcp_counter_lock;
313
314         atomic_t        dead_count;
315 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
316         struct cg_proto tcp_mem;
317 #endif
318 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
319         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
320         struct list_head memcg_slab_caches;
321         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
322         struct mutex slab_caches_mutex;
323         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
324         int kmemcg_id;
325 #endif
326
327         int last_scanned_node;
328 #if MAX_NUMNODES > 1
329         nodemask_t      scan_nodes;
330         atomic_t        numainfo_events;
331         atomic_t        numainfo_updating;
332 #endif
333
334         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
335         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
336 };
337
338 static size_t memcg_size(void)
339 {
340         return sizeof(struct mem_cgroup) +
341                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
342 }
343
344 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
345 enum {
346         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
347         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
348         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
349 };
350
351 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
352 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
353                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
354
355 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
356 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
359 }
360
361 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
364 }
365
366 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
369 }
370
371 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
372 {
373         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
374 }
375
376 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         /*
379          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
380          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
381          */
382         smp_wmb();
383         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
384                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
390                                   &memcg->kmem_account_flags);
391 }
392 #endif
393
394 /* Stuffs for move charges at task migration. */
395 /*
396  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
397  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
398  */
399 enum move_type {
400         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
401         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
402         NR_MOVE_TYPE,
403 };
404
405 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
406 static struct move_charge_struct {
407         spinlock_t        lock; /* for from, to */
408         struct mem_cgroup *from;
409         struct mem_cgroup *to;
410         unsigned long immigrate_flags;
411         unsigned long precharge;
412         unsigned long moved_charge;
413         unsigned long moved_swap;
414         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
415         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
416 } mc = {
417         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
418         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
419 };
420
421 static bool move_anon(void)
422 {
423         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
424 }
425
426 static bool move_file(void)
427 {
428         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
429 }
430
431 /*
432  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
433  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
434  */
435 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
436 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
437
438 enum charge_type {
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
441         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
442         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
443         NR_CHARGE_TYPE,
444 };
445
446 /* for encoding cft->private value on file */
447 enum res_type {
448         _MEM,
449         _MEMSWAP,
450         _OOM_TYPE,
451         _KMEM,
452 };
453
454 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
455 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
456 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
457 /* Used for OOM nofiier */
458 #define OOM_CONTROL             (0)
459
460 /*
461  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
462  */
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
465 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
466 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
467
468 /*
469  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
470  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
471  * appearing has to hold it as well.
472  */
473 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
474
475 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
476 {
477         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
478 }
479
480 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
481 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         if (!memcg)
484                 memcg = root_mem_cgroup;
485         return &memcg->vmpressure;
486 }
487
488 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
489 {
490         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
491 }
492
493 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
494 {
495         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
496 }
497
498 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
499 {
500         return (memcg == root_mem_cgroup);
501 }
502
503 /*
504  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
505  * an unsigned short.
506  */
507 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
508
509 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
510 {
511         /*
512          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
513          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
514          */
515         return memcg->css.cgroup->id + 1;
516 }
517
518 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
519 {
520         struct cgroup_subsys_state *css;
521
522         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
523         return mem_cgroup_from_css(css);
524 }
525
526 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
527 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
528
529 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
530 {
531         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
532                 struct mem_cgroup *memcg;
533                 struct cg_proto *cg_proto;
534
535                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
536
537                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
538                  * filled. It won't however, necessarily happen from
539                  * process context. So the test for root memcg given
540                  * the current task's memcg won't help us in this case.
541                  *
542                  * Respecting the original socket's memcg is a better
543                  * decision in this case.
544                  */
545                 if (sk->sk_cgrp) {
546                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
547                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
548                         return;
549                 }
550
551                 rcu_read_lock();
552                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
553                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
554                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
555                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
556                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
557                 }
558                 rcu_read_unlock();
559         }
560 }
561 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
562
563 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
564 {
565         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
566                 struct mem_cgroup *memcg;
567                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
568                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
569                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
570         }
571 }
572
573 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
574 {
575         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
576                 return NULL;
577
578         return &memcg->tcp_mem;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
581
582 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
583 {
584         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
585                 return;
586         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
587 }
588 #else
589 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
590 {
591 }
592 #endif
593
594 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
595 /*
596  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
597  * The main reason for not using cgroup id for this:
598  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
599  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
600  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
601  *  200 entry array for that.
602  *
603  * The current size of the caches array is stored in
604  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
605  * increase it.
606  */
607 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
608 int memcg_limited_groups_array_size;
609
610 /*
611  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
612  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
613  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
614  * tunable, but that is strictly not necessary.
615  *
616  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
617  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
618  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
619  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
620  * increase ours as well if it increases.
621  */
622 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
623 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
624
625 /*
626  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
627  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
628  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
629  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
630  */
631 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
632 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
633
634 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
635 {
636         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
637                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
638                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
639         }
640         /*
641          * This check can't live in kmem destruction function,
642          * since the charges will outlive the cgroup
643          */
644         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
645 }
646 #else
647 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
648 {
649 }
650 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
651
652 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         disarm_sock_keys(memcg);
655         disarm_kmem_keys(memcg);
656 }
657
658 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
659
660 static struct mem_cgroup_per_zone *
661 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
662 {
663         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
664         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
665 }
666
667 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         return &memcg->css;
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_per_zone *
673 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
674 {
675         int nid = page_to_nid(page);
676         int zid = page_zonenum(page);
677
678         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
679 }
680
681 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
682 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
683 {
684         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
685 }
686
687 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
688 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
689 {
690         int nid = page_to_nid(page);
691         int zid = page_zonenum(page);
692
693         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
694 }
695
696 static void
697 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
698                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
699                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
700                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
701 {
702         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
703         struct rb_node *parent = NULL;
704         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
705
706         if (mz->on_tree)
707                 return;
708
709         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
710         if (!mz->usage_in_excess)
711                 return;
712         while (*p) {
713                 parent = *p;
714                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
715                                         tree_node);
716                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
717                         p = &(*p)->rb_left;
718                 /*
719                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
720                  * limit by the same amount
721                  */
722                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
723                         p = &(*p)->rb_right;
724         }
725         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
726         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
727         mz->on_tree = true;
728 }
729
730 static void
731 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
732                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
733                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
734 {
735         if (!mz->on_tree)
736                 return;
737         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
738         mz->on_tree = false;
739 }
740
741 static void
742 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
743                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
744                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
745 {
746         spin_lock(&mctz->lock);
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
748         spin_unlock(&mctz->lock);
749 }
750
751
752 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
753 {
754         unsigned long long excess;
755         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
756         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
757         int nid = page_to_nid(page);
758         int zid = page_zonenum(page);
759         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
760
761         /*
762          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
763          * because their event counter is not touched.
764          */
765         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
766                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
767                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
768                 /*
769                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
770                  * mem is over its softlimit.
771                  */
772                 if (excess || mz->on_tree) {
773                         spin_lock(&mctz->lock);
774                         /* if on-tree, remove it */
775                         if (mz->on_tree)
776                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
777                         /*
778                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
779                          * If excess is 0, no tree ops.
780                          */
781                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
782                         spin_unlock(&mctz->lock);
783                 }
784         }
785 }
786
787 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
788 {
789         int node, zone;
790         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
791         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
792
793         for_each_node(node) {
794                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
795                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
796                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
797                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
798                 }
799         }
800 }
801
802 static struct mem_cgroup_per_zone *
803 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
804 {
805         struct rb_node *rightmost = NULL;
806         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
807
808 retry:
809         mz = NULL;
810         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
811         if (!rightmost)
812                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
813
814         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
815         /*
816          * Remove the node now but someone else can add it back,
817          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
818          * position in the tree.
819          */
820         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
821         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
822                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
823                 goto retry;
824 done:
825         return mz;
826 }
827
828 static struct mem_cgroup_per_zone *
829 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
830 {
831         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
832
833         spin_lock(&mctz->lock);
834         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
835         spin_unlock(&mctz->lock);
836         return mz;
837 }
838
839 /*
840  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
841  *
842  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
843  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
844  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
845  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
846  *
847  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
848  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
849  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
850  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
851  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
852  *
853  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
854  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
855  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
856  * implemented.
857  */
858 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
859                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
860 {
861         long val = 0;
862         int cpu;
863
864         get_online_cpus();
865         for_each_online_cpu(cpu)
866                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
867 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
868         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
869         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
870         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
871 #endif
872         put_online_cpus();
873         return val;
874 }
875
876 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
877                                          bool charge)
878 {
879         int val = (charge) ? 1 : -1;
880         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
881 }
882
883 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
884                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
885 {
886         unsigned long val = 0;
887         int cpu;
888
889         get_online_cpus();
890         for_each_online_cpu(cpu)
891                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
892 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
893         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
894         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
895         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
896 #endif
897         put_online_cpus();
898         return val;
899 }
900
901 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
902                                          struct page *page,
903                                          bool anon, int nr_pages)
904 {
905         preempt_disable();
906
907         /*
908          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
909          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
910          */
911         if (anon)
912                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
913                                 nr_pages);
914         else
915                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
916                                 nr_pages);
917
918         if (PageTransHuge(page))
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
920                                 nr_pages);
921
922         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
923         if (nr_pages > 0)
924                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
925         else {
926                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
927                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
928         }
929
930         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
931
932         preempt_enable();
933 }
934
935 unsigned long
936 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939
940         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
941         return mz->lru_size[lru];
942 }
943
944 static unsigned long
945 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
946                         unsigned int lru_mask)
947 {
948         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
949         enum lru_list lru;
950         unsigned long ret = 0;
951
952         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
953
954         for_each_lru(lru) {
955                 if (BIT(lru) & lru_mask)
956                         ret += mz->lru_size[lru];
957         }
958         return ret;
959 }
960
961 static unsigned long
962 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
963                         int nid, unsigned int lru_mask)
964 {
965         u64 total = 0;
966         int zid;
967
968         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
969                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
970                                                 nid, zid, lru_mask);
971
972         return total;
973 }
974
975 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
976                         unsigned int lru_mask)
977 {
978         int nid;
979         u64 total = 0;
980
981         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
982                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
983         return total;
984 }
985
986 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
987                                        enum mem_cgroup_events_target target)
988 {
989         unsigned long val, next;
990
991         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
992         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
993         /* from time_after() in jiffies.h */
994         if ((long)next - (long)val < 0) {
995                 switch (target) {
996                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
997                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
998                         break;
999                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1000                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1001                         break;
1002                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1003                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1004                         break;
1005                 default:
1006                         break;
1007                 }
1008                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1009                 return true;
1010         }
1011         return false;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Check events in order.
1016  *
1017  */
1018 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1019 {
1020         preempt_disable();
1021         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1022         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1023                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1024                 bool do_softlimit;
1025                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1026
1027                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1028                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1029 #if MAX_NUMNODES > 1
1030                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1031                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1032 #endif
1033                 preempt_enable();
1034
1035                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1036                 if (unlikely(do_softlimit))
1037                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1038 #if MAX_NUMNODES > 1
1039                 if (unlikely(do_numainfo))
1040                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1041 #endif
1042         } else
1043                 preempt_enable();
1044 }
1045
1046 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1047 {
1048         /*
1049          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1050          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1051          * So this can be called with p == NULL.
1052          */
1053         if (unlikely(!p))
1054                 return NULL;
1055
1056         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1057 }
1058
1059 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1060 {
1061         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1062
1063         if (!mm)
1064                 return NULL;
1065         /*
1066          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1067          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1068          * pessimistic (rather than adding locks here).
1069          */
1070         rcu_read_lock();
1071         do {
1072                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1073                 if (unlikely(!memcg))
1074                         break;
1075         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1076         rcu_read_unlock();
1077         return memcg;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1082  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1083  *
1084  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1085  */
1086 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1087                 struct mem_cgroup *last_visited)
1088 {
1089         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1090
1091         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1092 skip_node:
1093         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1094
1095         /*
1096          * Even if we found a group we have to make sure it is
1097          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1098          * skipped and we should continue the tree walk.
1099          * last_visited css is safe to use because it is
1100          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1101          */
1102         if (next_css) {
1103                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1104
1105                 if (css_tryget(&mem->css))
1106                         return mem;
1107                 else {
1108                         prev_css = next_css;
1109                         goto skip_node;
1110                 }
1111         }
1112
1113         return NULL;
1114 }
1115
1116 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1117 {
1118         /*
1119          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1120          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1121          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1122          */
1123         atomic_inc(&root->dead_count);
1124 }
1125
1126 static struct mem_cgroup *
1127 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1128                      struct mem_cgroup *root,
1129                      int *sequence)
1130 {
1131         struct mem_cgroup *position = NULL;
1132         /*
1133          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1134          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1135          *
1136          * If the iterator is valid, we may still race with an
1137          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1138          * released, tryget will fail if we lost the race.
1139          */
1140         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1141         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1142                 smp_rmb();
1143                 position = iter->last_visited;
1144                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1145                         position = NULL;
1146         }
1147         return position;
1148 }
1149
1150 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1151                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1152                                    struct mem_cgroup *new_position,
1153                                    int sequence)
1154 {
1155         if (last_visited)
1156                 css_put(&last_visited->css);
1157         /*
1158          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1159          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1160          * don't lose destruction events in between.  We could have
1161          * raced with the destruction of @new_position after all.
1162          */
1163         iter->last_visited = new_position;
1164         smp_wmb();
1165         iter->last_dead_count = sequence;
1166 }
1167
1168 /**
1169  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1170  * @root: hierarchy root
1171  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1172  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1173  *
1174  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1175  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1176  *
1177  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1178  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1179  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1180  *
1181  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1182  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1183  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1184  */
1185 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1186                                    struct mem_cgroup *prev,
1187                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1188 {
1189         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1190         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1191
1192         if (mem_cgroup_disabled())
1193                 return NULL;
1194
1195         if (!root)
1196                 root = root_mem_cgroup;
1197
1198         if (prev && !reclaim)
1199                 last_visited = prev;
1200
1201         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1202                 if (prev)
1203                         goto out_css_put;
1204                 return root;
1205         }
1206
1207         rcu_read_lock();
1208         while (!memcg) {
1209                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1210                 int uninitialized_var(seq);
1211
1212                 if (reclaim) {
1213                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1214                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1215                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1216
1217                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1218                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1219                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1220                                 iter->last_visited = NULL;
1221                                 goto out_unlock;
1222                         }
1223
1224                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1225                 }
1226
1227                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1228
1229                 if (reclaim) {
1230                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1231
1232                         if (!memcg)
1233                                 iter->generation++;
1234                         else if (!prev && memcg)
1235                                 reclaim->generation = iter->generation;
1236                 }
1237
1238                 if (prev && !memcg)
1239                         goto out_unlock;
1240         }
1241 out_unlock:
1242         rcu_read_unlock();
1243 out_css_put:
1244         if (prev && prev != root)
1245                 css_put(&prev->css);
1246
1247         return memcg;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1252  * @root: hierarchy root
1253  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1254  */
1255 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1256                            struct mem_cgroup *prev)
1257 {
1258         if (!root)
1259                 root = root_mem_cgroup;
1260         if (prev && prev != root)
1261                 css_put(&prev->css);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1266  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1267  * be used for reference counting.
1268  */
1269 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1270         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1271              iter != NULL;                              \
1272              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1273
1274 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1275         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1276              iter != NULL;                              \
1277              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1278
1279 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1280 {
1281         struct mem_cgroup *memcg;
1282
1283         rcu_read_lock();
1284         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1285         if (unlikely(!memcg))
1286                 goto out;
1287
1288         switch (idx) {
1289         case PGFAULT:
1290                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1291                 break;
1292         case PGMAJFAULT:
1293                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1294                 break;
1295         default:
1296                 BUG();
1297         }
1298 out:
1299         rcu_read_unlock();
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1302
1303 /**
1304  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1305  * @zone: zone of the wanted lruvec
1306  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1307  *
1308  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1309  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1310  * is disabled.
1311  */
1312 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1313                                       struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1316         struct lruvec *lruvec;
1317
1318         if (mem_cgroup_disabled()) {
1319                 lruvec = &zone->lruvec;
1320                 goto out;
1321         }
1322
1323         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1324         lruvec = &mz->lruvec;
1325 out:
1326         /*
1327          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1328          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1329          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1330          */
1331         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1332                 lruvec->zone = zone;
1333         return lruvec;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1338  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1339  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1340  *
1341  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1342  * 1. charge
1343  * 2. moving account
1344  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1345  * It is added to LRU before charge.
1346  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1347  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1348  */
1349
1350 /**
1351  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1352  * @page: the page
1353  * @zone: zone of the page
1354  */
1355 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1356 {
1357         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1358         struct mem_cgroup *memcg;
1359         struct page_cgroup *pc;
1360         struct lruvec *lruvec;
1361
1362         if (mem_cgroup_disabled()) {
1363                 lruvec = &zone->lruvec;
1364                 goto out;
1365         }
1366
1367         pc = lookup_page_cgroup(page);
1368         memcg = pc->mem_cgroup;
1369
1370         /*
1371          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1372          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1373          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1374          *
1375          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1376          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1377          * of pc->mem_cgroup safe.
1378          */
1379         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1380                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1381
1382         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1383         lruvec = &mz->lruvec;
1384 out:
1385         /*
1386          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1387          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1388          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1389          */
1390         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1391                 lruvec->zone = zone;
1392         return lruvec;
1393 }
1394
1395 /**
1396  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1397  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1398  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1399  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1400  *
1401  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1402  * lru list.
1403  */
1404 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1405                                 int nr_pages)
1406 {
1407         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1408         unsigned long *lru_size;
1409
1410         if (mem_cgroup_disabled())
1411                 return;
1412
1413         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1414         lru_size = mz->lru_size + lru;
1415         *lru_size += nr_pages;
1416         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1421  * hierarchy subtree
1422  */
1423 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1424                                   struct mem_cgroup *memcg)
1425 {
1426         if (root_memcg == memcg)
1427                 return true;
1428         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1429                 return false;
1430         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1431 }
1432
1433 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1434                                        struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         bool ret;
1437
1438         rcu_read_lock();
1439         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1440         rcu_read_unlock();
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1445                         const struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1448         struct task_struct *p;
1449         bool ret;
1450
1451         p = find_lock_task_mm(task);
1452         if (p) {
1453                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1454                 task_unlock(p);
1455         } else {
1456                 /*
1457                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1458                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1459                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1460                  */
1461                 rcu_read_lock();
1462                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1463                 if (curr)
1464                         css_get(&curr->css);
1465                 rcu_read_unlock();
1466         }
1467         if (!curr)
1468                 return false;
1469         /*
1470          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1471          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1472          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1473          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1474          */
1475         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1476         css_put(&curr->css);
1477         return ret;
1478 }
1479
1480 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1481 {
1482         unsigned long inactive_ratio;
1483         unsigned long inactive;
1484         unsigned long active;
1485         unsigned long gb;
1486
1487         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1488         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1489
1490         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1491         if (gb)
1492                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1493         else
1494                 inactive_ratio = 1;
1495
1496         return inactive * inactive_ratio < active;
1497 }
1498
1499 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1500         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1501
1502 /**
1503  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1504  * @memcg: the memory cgroup
1505  *
1506  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1507  * pages.
1508  */
1509 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         unsigned long long margin;
1512
1513         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1514         if (do_swap_account)
1515                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1516         return margin >> PAGE_SHIFT;
1517 }
1518
1519 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1520 {
1521         /* root ? */
1522         if (!css_parent(&memcg->css))
1523                 return vm_swappiness;
1524
1525         return memcg->swappiness;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1530  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1531  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1532  * rcu_read_lock(), like this:
1533  *
1534  *         CPU-A                                    CPU-B
1535  *                                              rcu_read_lock()
1536  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1537  *                                                   take heavy locks.
1538  *         synchronize_rcu()                    update something.
1539  *                                              rcu_read_unlock()
1540  *         start move here.
1541  */
1542
1543 /* for quick checking without looking up memcg */
1544 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1545
1546 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         atomic_inc(&memcg_moving);
1549         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1550         synchronize_rcu();
1551 }
1552
1553 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1554 {
1555         /*
1556          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1557          * We check NULL in callee rather than caller.
1558          */
1559         if (memcg) {
1560                 atomic_dec(&memcg_moving);
1561                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1562         }
1563 }
1564
1565 /*
1566  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1567  *
1568  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1569  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1570  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1571  *
1572  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1573  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1574  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1575  */
1576
1577 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1578 {
1579         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1580         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1581 }
1582
1583 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         struct mem_cgroup *from;
1586         struct mem_cgroup *to;
1587         bool ret = false;
1588         /*
1589          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1590          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1591          */
1592         spin_lock(&mc.lock);
1593         from = mc.from;
1594         to = mc.to;
1595         if (!from)
1596                 goto unlock;
1597
1598         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1599                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1600 unlock:
1601         spin_unlock(&mc.lock);
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1608                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1609                         DEFINE_WAIT(wait);
1610                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1611                         /* moving charge context might have finished. */
1612                         if (mc.moving_task)
1613                                 schedule();
1614                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1615                         return true;
1616                 }
1617         }
1618         return false;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Take this lock when
1623  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1624  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1625  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1626  */
1627 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                   unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1634                                 unsigned long *flags)
1635 {
1636         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1637 }
1638
1639 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1640 /**
1641  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1642  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1643  * @p: Task that is going to be killed
1644  *
1645  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1646  * enabled
1647  */
1648 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1649 {
1650         /*
1651          * protects memcg_name and makes sure that parallel ooms do not
1652          * interleave
1653          */
1654         static DEFINE_SPINLOCK(oom_info_lock);
1655         struct cgroup *task_cgrp;
1656         struct cgroup *mem_cgrp;
1657         static char memcg_name[PATH_MAX];
1658         int ret;
1659         struct mem_cgroup *iter;
1660         unsigned int i;
1661
1662         if (!p)
1663                 return;
1664
1665         spin_lock(&oom_info_lock);
1666         rcu_read_lock();
1667
1668         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1669         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1670
1671         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1672         if (ret < 0) {
1673                 /*
1674                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1675                  * But we'll still print out the usage information
1676                  */
1677                 rcu_read_unlock();
1678                 goto done;
1679         }
1680         rcu_read_unlock();
1681
1682         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1683
1684         rcu_read_lock();
1685         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1686         if (ret < 0) {
1687                 rcu_read_unlock();
1688                 goto done;
1689         }
1690         rcu_read_unlock();
1691
1692         /*
1693          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1694          */
1695         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1696 done:
1697
1698         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1700                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1701                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1702         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1704                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1705                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1706         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1709                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1710
1711         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1712                 pr_info("Memory cgroup stats");
1713
1714                 rcu_read_lock();
1715                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1716                 if (!ret)
1717                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1718                 rcu_read_unlock();
1719                 pr_cont(":");
1720
1721                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1722                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1723                                 continue;
1724                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1725                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1726                 }
1727
1728                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1729                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1730                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1731
1732                 pr_cont("\n");
1733         }
1734         spin_unlock(&oom_info_lock);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1739  * 1(self count) if no children.
1740  */
1741 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1742 {
1743         int num = 0;
1744         struct mem_cgroup *iter;
1745
1746         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1747                 num++;
1748         return num;
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1753  */
1754 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1755 {
1756         u64 limit;
1757
1758         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1759
1760         /*
1761          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1762          */
1763         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1764                 u64 memsw;
1765
1766                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1767                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1768
1769                 /*
1770                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1771                  * available to this memcg, return that limit.
1772                  */
1773                 limit = min(limit, memsw);
1774         }
1775
1776         return limit;
1777 }
1778
1779 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1780                                      int order)
1781 {
1782         struct mem_cgroup *iter;
1783         unsigned long chosen_points = 0;
1784         unsigned long totalpages;
1785         unsigned int points = 0;
1786         struct task_struct *chosen = NULL;
1787
1788         /*
1789          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1790          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1791          * quickly exit and free its memory.
1792          */
1793         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1794                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1795                 return;
1796         }
1797
1798         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1799         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1800         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1801                 struct css_task_iter it;
1802                 struct task_struct *task;
1803
1804                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1805                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1806                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1807                                                         false)) {
1808                         case OOM_SCAN_SELECT:
1809                                 if (chosen)
1810                                         put_task_struct(chosen);
1811                                 chosen = task;
1812                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1813                                 get_task_struct(chosen);
1814                                 /* fall through */
1815                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1816                                 continue;
1817                         case OOM_SCAN_ABORT:
1818                                 css_task_iter_end(&it);
1819                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1820                                 if (chosen)
1821                                         put_task_struct(chosen);
1822                                 return;
1823                         case OOM_SCAN_OK:
1824                                 break;
1825                         };
1826                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1827                         if (points > chosen_points) {
1828                                 if (chosen)
1829                                         put_task_struct(chosen);
1830                                 chosen = task;
1831                                 chosen_points = points;
1832                                 get_task_struct(chosen);
1833                         }
1834                 }
1835                 css_task_iter_end(&it);
1836         }
1837
1838         if (!chosen)
1839                 return;
1840         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1841         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1842                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1843 }
1844
1845 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1846                                         gfp_t gfp_mask,
1847                                         unsigned long flags)
1848 {
1849         unsigned long total = 0;
1850         bool noswap = false;
1851         int loop;
1852
1853         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1854                 noswap = true;
1855         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1856                 noswap = true;
1857
1858         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1859                 if (loop)
1860                         drain_all_stock_async(memcg);
1861                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1862                 /*
1863                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1864                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1865                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1866                  */
1867                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1868                         break;
1869                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1870                         break;
1871                 /*
1872                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1873                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1874                  */
1875                 if (loop && !total)
1876                         break;
1877         }
1878         return total;
1879 }
1880
1881 /**
1882  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1883  * @memcg: the target memcg
1884  * @nid: the node ID to be checked.
1885  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1886  *
1887  * This function returns whether the specified memcg contains any
1888  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1889  * pages in the node.
1890  */
1891 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1892                 int nid, bool noswap)
1893 {
1894         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1895                 return true;
1896         if (noswap || !total_swap_pages)
1897                 return false;
1898         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1899                 return true;
1900         return false;
1901
1902 }
1903 #if MAX_NUMNODES > 1
1904
1905 /*
1906  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1907  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1908  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1909  *
1910  */
1911 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1912 {
1913         int nid;
1914         /*
1915          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1916          * pagein/pageout changes since the last update.
1917          */
1918         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1919                 return;
1920         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1921                 return;
1922
1923         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1924         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1925
1926         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1927
1928                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1929                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1930         }
1931
1932         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1933         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1938  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1939  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1940  *
1941  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1942  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1943  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1944  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1945  *
1946  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1947  */
1948 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1949 {
1950         int node;
1951
1952         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1953         node = memcg->last_scanned_node;
1954
1955         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1956         if (node == MAX_NUMNODES)
1957                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1958         /*
1959          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1960          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1961          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1962          * we use curret node.
1963          */
1964         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1965                 node = numa_node_id();
1966
1967         memcg->last_scanned_node = node;
1968         return node;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1973  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1974  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1975  * enough new information. We need to do double check.
1976  */
1977 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1978 {
1979         int nid;
1980
1981         /*
1982          * quick check...making use of scan_node.
1983          * We can skip unused nodes.
1984          */
1985         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1986                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1987                      nid < MAX_NUMNODES;
1988                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1989
1990                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1991                                 return true;
1992                 }
1993         }
1994         /*
1995          * Check rest of nodes.
1996          */
1997         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1998                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1999                         continue;
2000                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2001                         return true;
2002         }
2003         return false;
2004 }
2005
2006 #else
2007 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2008 {
2009         return 0;
2010 }
2011
2012 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2013 {
2014         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2015 }
2016 #endif
2017
2018 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2019                                    struct zone *zone,
2020                                    gfp_t gfp_mask,
2021                                    unsigned long *total_scanned)
2022 {
2023         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2024         int total = 0;
2025         int loop = 0;
2026         unsigned long excess;
2027         unsigned long nr_scanned;
2028         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2029                 .zone = zone,
2030                 .priority = 0,
2031         };
2032
2033         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2034
2035         while (1) {
2036                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2037                 if (!victim) {
2038                         loop++;
2039                         if (loop >= 2) {
2040                                 /*
2041                                  * If we have not been able to reclaim
2042                                  * anything, it might because there are
2043                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2044                                  */
2045                                 if (!total)
2046                                         break;
2047                                 /*
2048                                  * We want to do more targeted reclaim.
2049                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2050                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2051                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2052                                  */
2053                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2054                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2055                                         break;
2056                         }
2057                         continue;
2058                 }
2059                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2060                         continue;
2061                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2062                                                      zone, &nr_scanned);
2063                 *total_scanned += nr_scanned;
2064                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2065                         break;
2066         }
2067         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2068         return total;
2069 }
2070
2071 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2072 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2073         .name = "memcg_oom_lock",
2074 };
2075 #endif
2076
2077 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2078
2079 /*
2080  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2081  * If someone is running, return false.
2082  */
2083 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2084 {
2085         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2086
2087         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2088
2089         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2090                 if (iter->oom_lock) {
2091                         /*
2092                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2093                          * so we cannot give a lock.
2094                          */
2095                         failed = iter;
2096                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2097                         break;
2098                 } else
2099                         iter->oom_lock = true;
2100         }
2101
2102         if (failed) {
2103                 /*
2104                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2105                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2106                  */
2107                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2108                         if (iter == failed) {
2109                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2110                                 break;
2111                         }
2112                         iter->oom_lock = false;
2113                 }
2114         } else
2115                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2116
2117         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2118
2119         return !failed;
2120 }
2121
2122 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2123 {
2124         struct mem_cgroup *iter;
2125
2126         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2127         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2128         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2129                 iter->oom_lock = false;
2130         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2131 }
2132
2133 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2134 {
2135         struct mem_cgroup *iter;
2136
2137         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2138                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2139 }
2140
2141 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2142 {
2143         struct mem_cgroup *iter;
2144
2145         /*
2146          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2147          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2148          * atomic_add_unless() here.
2149          */
2150         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2151                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2152 }
2153
2154 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2155
2156 struct oom_wait_info {
2157         struct mem_cgroup *memcg;
2158         wait_queue_t    wait;
2159 };
2160
2161 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2162         unsigned mode, int sync, void *arg)
2163 {
2164         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2165         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2166         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2167
2168         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2169         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2170
2171         /*
2172          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2173          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2174          */
2175         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2176                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2177                 return 0;
2178         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2179 }
2180
2181 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2182 {
2183         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2184         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2185         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2186 }
2187
2188 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2189 {
2190         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2191                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2192 }
2193
2194 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2195 {
2196         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2197                 return;
2198         /*
2199          * We are in the middle of the charge context here, so we
2200          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2201          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2202          *
2203          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2204          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2205          * invocation might not even be necessary.
2206          *
2207          * That's why we don't do anything here except remember the
2208          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2209          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2210          * and when we know whether the fault was overall successful.
2211          */
2212         css_get(&memcg->css);
2213         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2214         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2215         current->memcg_oom.order = order;
2216 }
2217
2218 /**
2219  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2220  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2221  *
2222  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2223  * handler was enabled.
2224  *
2225  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2226  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2227  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2228  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2229  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2230  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2231  *
2232  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2233  * completed, %false otherwise.
2234  */
2235 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2236 {
2237         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2238         struct oom_wait_info owait;
2239         bool locked;
2240
2241         /* OOM is global, do not handle */
2242         if (!memcg)
2243                 return false;
2244
2245         if (!handle)
2246                 goto cleanup;
2247
2248         owait.memcg = memcg;
2249         owait.wait.flags = 0;
2250         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2251         owait.wait.private = current;
2252         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2253
2254         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2255         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2256
2257         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2258
2259         if (locked)
2260                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2261
2262         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2263                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2264                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2265                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2266                                          current->memcg_oom.order);
2267         } else {
2268                 schedule();
2269                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2270                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2271         }
2272
2273         if (locked) {
2274                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2275                 /*
2276                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2277                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2278                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2279                  */
2280                 memcg_oom_recover(memcg);
2281         }
2282 cleanup:
2283         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2284         css_put(&memcg->css);
2285         return true;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2290  * generalized to update other statistics as well.
2291  *
2292  * Notes: Race condition
2293  *
2294  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2295  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2296  * to do so _always_.
2297  *
2298  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2299  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2300  * are no race with "charge".
2301  *
2302  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2303  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2304  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2305  * by flags.
2306  *
2307  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2308  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2309  * If there is, we take a lock.
2310  */
2311
2312 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2313                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2314 {
2315         struct mem_cgroup *memcg;
2316         struct page_cgroup *pc;
2317
2318         pc = lookup_page_cgroup(page);
2319 again:
2320         memcg = pc->mem_cgroup;
2321         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2322                 return;
2323         /*
2324          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2325          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2326          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2327          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2328          */
2329         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2330                 return;
2331
2332         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2333         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2334                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2335                 goto again;
2336         }
2337         *locked = true;
2338 }
2339
2340 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2341 {
2342         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2343
2344         /*
2345          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2346          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2347          * should take move_lock_mem_cgroup().
2348          */
2349         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2350 }
2351
2352 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2353                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2354 {
2355         struct mem_cgroup *memcg;
2356         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2357         unsigned long uninitialized_var(flags);
2358
2359         if (mem_cgroup_disabled())
2360                 return;
2361
2362         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2363         memcg = pc->mem_cgroup;
2364         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2365                 return;
2366
2367         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2372  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2373  */
2374 #define CHARGE_BATCH    32U
2375 struct memcg_stock_pcp {
2376         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2377         unsigned int nr_pages;
2378         struct work_struct work;
2379         unsigned long flags;
2380 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2381 };
2382 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2383 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2384
2385 /**
2386  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2387  * @memcg: memcg to consume from.
2388  * @nr_pages: how many pages to charge.
2389  *
2390  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2391  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2392  * service an allocation will refill the stock.
2393  *
2394  * returns true if successful, false otherwise.
2395  */
2396 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2397 {
2398         struct memcg_stock_pcp *stock;
2399         bool ret = true;
2400
2401         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2402                 return false;
2403
2404         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2405         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2406                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2407         else /* need to call res_counter_charge */
2408                 ret = false;
2409         put_cpu_var(memcg_stock);
2410         return ret;
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2415  */
2416 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2417 {
2418         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2419
2420         if (stock->nr_pages) {
2421                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2422
2423                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2424                 if (do_swap_account)
2425                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2426                 stock->nr_pages = 0;
2427         }
2428         stock->cached = NULL;
2429 }
2430
2431 /*
2432  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2433  * a thread which is pinned to local cpu.
2434  */
2435 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2436 {
2437         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2438         drain_stock(stock);
2439         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2440 }
2441
2442 static void __init memcg_stock_init(void)
2443 {
2444         int cpu;
2445
2446         for_each_possible_cpu(cpu) {
2447                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2448                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2449                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2450         }
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2455  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2456  */
2457 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2458 {
2459         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2460
2461         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2462                 drain_stock(stock);
2463                 stock->cached = memcg;
2464         }
2465         stock->nr_pages += nr_pages;
2466         put_cpu_var(memcg_stock);
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2471  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2472  * until the work is done.
2473  */
2474 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2475 {
2476         int cpu, curcpu;
2477
2478         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2479         get_online_cpus();
2480         curcpu = get_cpu();
2481         for_each_online_cpu(cpu) {
2482                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2483                 struct mem_cgroup *memcg;
2484
2485                 memcg = stock->cached;
2486                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2487                         continue;
2488                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2489                         continue;
2490                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2491                         if (cpu == curcpu)
2492                                 drain_local_stock(&stock->work);
2493                         else
2494                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2495                 }
2496         }
2497         put_cpu();
2498
2499         if (!sync)
2500                 goto out;
2501
2502         for_each_online_cpu(cpu) {
2503                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2504                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2505                         flush_work(&stock->work);
2506         }
2507 out:
2508         put_online_cpus();
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2513  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2514  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2515  * it.
2516  */
2517 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2518 {
2519         /*
2520          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2521          */
2522         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2523                 return;
2524         drain_all_stock(root_memcg, false);
2525         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2526 }
2527
2528 /* This is a synchronous drain interface. */
2529 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2530 {
2531         /* called when force_empty is called */
2532         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2533         drain_all_stock(root_memcg, true);
2534         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2539  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2540  */
2541 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2542 {
2543         int i;
2544
2545         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2546         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2547                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2548
2549                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2550                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2551         }
2552         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2553                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2554
2555                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2556                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2557         }
2558         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2559 }
2560
2561 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2562                                         unsigned long action,
2563                                         void *hcpu)
2564 {
2565         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2566         struct memcg_stock_pcp *stock;
2567         struct mem_cgroup *iter;
2568
2569         if (action == CPU_ONLINE)
2570                 return NOTIFY_OK;
2571
2572         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2573                 return NOTIFY_OK;
2574
2575         for_each_mem_cgroup(iter)
2576                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2577
2578         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2579         drain_stock(stock);
2580         return NOTIFY_OK;
2581 }
2582
2583
2584 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2585 enum {
2586         CHARGE_OK,              /* success */
2587         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2588         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2589         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2590 };
2591
2592 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2593                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2594                                 bool invoke_oom)
2595 {
2596         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2597         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2598         struct res_counter *fail_res;
2599         unsigned long flags = 0;
2600         int ret;
2601
2602         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2603
2604         if (likely(!ret)) {
2605                 if (!do_swap_account)
2606                         return CHARGE_OK;
2607                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2608                 if (likely(!ret))
2609                         return CHARGE_OK;
2610
2611                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2612                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2613                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2614         } else
2615                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2616         /*
2617          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2618          * single page instead.
2619          */
2620         if (nr_pages > min_pages)
2621                 return CHARGE_RETRY;
2622
2623         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2624                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2625
2626         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2627                 return CHARGE_NOMEM;
2628
2629         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2630         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2631                 return CHARGE_RETRY;
2632         /*
2633          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2634          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2635          * before killing the task.
2636          *
2637          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2638          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2639          * to regular pages anyway in case of failure.
2640          */
2641         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2642                 return CHARGE_RETRY;
2643
2644         /*
2645          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2646          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2647          */
2648         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2649                 return CHARGE_RETRY;
2650
2651         if (invoke_oom)
2652                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2653
2654         return CHARGE_NOMEM;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * __mem_cgroup_try_charge() does
2659  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2660  * 2. update res_counter
2661  * 3. call memory reclaim if necessary.
2662  *
2663  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2664  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2665  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2666  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2667  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2668  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2669  *
2670  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2671  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2672  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2673  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2674  *
2675  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2676  * the oom-killer can be invoked.
2677  */
2678 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2679                                    gfp_t gfp_mask,
2680                                    unsigned int nr_pages,
2681                                    struct mem_cgroup **ptr,
2682                                    bool oom)
2683 {
2684         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2685         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2686         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2687         int ret;
2688
2689         /*
2690          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2691          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2692          * MEMDIE process.
2693          */
2694         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2695                      || fatal_signal_pending(current)))
2696                 goto bypass;
2697
2698         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2699                 goto nomem;
2700
2701         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2702                 oom = false;
2703
2704         /*
2705          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2706          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2707          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2708          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2709          */
2710         if (!*ptr && !mm)
2711                 *ptr = root_mem_cgroup;
2712 again:
2713         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2714                 memcg = *ptr;
2715                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2716                         goto done;
2717                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2718                         goto done;
2719                 css_get(&memcg->css);
2720         } else {
2721                 struct task_struct *p;
2722
2723                 rcu_read_lock();
2724                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2725                 /*
2726                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2727                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2728                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2729                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2730                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2731                  * small race, here.
2732                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2733                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2734                  */
2735                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2736                 if (!memcg)
2737                         memcg = root_mem_cgroup;
2738                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2739                         rcu_read_unlock();
2740                         goto done;
2741                 }
2742                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2743                         /*
2744                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2745                          * But considering how consume_stok works, it's not
2746                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2747                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2748                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2749                          * calling consume_stock().
2750                          */
2751                         rcu_read_unlock();
2752                         goto done;
2753                 }
2754                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2755                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2756                         rcu_read_unlock();
2757                         goto again;
2758                 }
2759                 rcu_read_unlock();
2760         }
2761
2762         do {
2763                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2764
2765                 /* If killed, bypass charge */
2766                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2767                         css_put(&memcg->css);
2768                         goto bypass;
2769                 }
2770
2771                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2772                                            nr_pages, invoke_oom);
2773                 switch (ret) {
2774                 case CHARGE_OK:
2775                         break;
2776                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2777                         batch = nr_pages;
2778                         css_put(&memcg->css);
2779                         memcg = NULL;
2780                         goto again;
2781                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2782                         css_put(&memcg->css);
2783                         goto nomem;
2784                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2785                         if (!oom || invoke_oom) {
2786                                 css_put(&memcg->css);
2787                                 goto nomem;
2788                         }
2789                         nr_oom_retries--;
2790                         break;
2791                 }
2792         } while (ret != CHARGE_OK);
2793
2794         if (batch > nr_pages)
2795                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2796         css_put(&memcg->css);
2797 done:
2798         *ptr = memcg;
2799         return 0;
2800 nomem:
2801         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2802                 *ptr = NULL;
2803                 return -ENOMEM;
2804         }
2805 bypass:
2806         *ptr = root_mem_cgroup;
2807         return -EINTR;
2808 }
2809
2810 /*
2811  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2812  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2813  * gotten by try_charge().
2814  */
2815 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2816                                        unsigned int nr_pages)
2817 {
2818         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2819                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2820
2821                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2822                 if (do_swap_account)
2823                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2824         }
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2829  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2830  */
2831 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2832                                         unsigned int nr_pages)
2833 {
2834         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2835
2836         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2837                 return;
2838
2839         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2840         if (do_swap_account)
2841                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2842                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2843 }
2844
2845 /*
2846  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2847  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2848  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2849  * called against removed memcg.)
2850  */
2851 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2852 {
2853         /* ID 0 is unused ID */
2854         if (!id)
2855                 return NULL;
2856         return mem_cgroup_from_id(id);
2857 }
2858
2859 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2860 {
2861         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2862         struct page_cgroup *pc;
2863         unsigned short id;
2864         swp_entry_t ent;
2865
2866         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2867
2868         pc = lookup_page_cgroup(page);
2869         lock_page_cgroup(pc);
2870         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2871                 memcg = pc->mem_cgroup;
2872                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2873                         memcg = NULL;
2874         } else if (PageSwapCache(page)) {
2875                 ent.val = page_private(page);
2876                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2877                 rcu_read_lock();
2878                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2879                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2880                         memcg = NULL;
2881                 rcu_read_unlock();
2882         }
2883         unlock_page_cgroup(pc);
2884         return memcg;
2885 }
2886
2887 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2888                                        struct page *page,
2889                                        unsigned int nr_pages,
2890                                        enum charge_type ctype,
2891                                        bool lrucare)
2892 {
2893         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2894         struct zone *uninitialized_var(zone);
2895         struct lruvec *lruvec;
2896         bool was_on_lru = false;
2897         bool anon;
2898
2899         lock_page_cgroup(pc);
2900         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2901         /*
2902          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2903          * accessed by any other context at this point.
2904          */
2905
2906         /*
2907          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2908          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2909          */
2910         if (lrucare) {
2911                 zone = page_zone(page);
2912                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2913                 if (PageLRU(page)) {
2914                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2915                         ClearPageLRU(page);
2916                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2917                         was_on_lru = true;
2918                 }
2919         }
2920
2921         pc->mem_cgroup = memcg;
2922         /*
2923          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2924          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2925          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2926          * before USED bit, we need memory barrier here.
2927          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2928          */
2929         smp_wmb();
2930         SetPageCgroupUsed(pc);
2931
2932         if (lrucare) {
2933                 if (was_on_lru) {
2934                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2935                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2936                         SetPageLRU(page);
2937                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2938                 }
2939                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2940         }
2941
2942         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2943                 anon = true;
2944         else
2945                 anon = false;
2946
2947         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2948         unlock_page_cgroup(pc);
2949
2950         /*
2951          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2952          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2953          * if they exceeds softlimit.
2954          */
2955         memcg_check_events(memcg, page);
2956 }
2957
2958 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2959
2960 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2961 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2962 {
2963         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2964                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK) ==
2965                                                         KMEM_ACCOUNTED_MASK;
2966 }
2967
2968 /*
2969  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2970  * in the memcg_cache_params struct.
2971  */
2972 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2973 {
2974         struct kmem_cache *cachep;
2975
2976         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2977         cachep = p->root_cache;
2978         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2979 }
2980
2981 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2982 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2983                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2984 {
2985         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2986         struct memcg_cache_params *params;
2987
2988         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2989                 return -EIO;
2990
2991         print_slabinfo_header(m);
2992
2993         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2994         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2995                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2996         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2997
2998         return 0;
2999 }
3000 #endif
3001
3002 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3003 {
3004         struct res_counter *fail_res;
3005         struct mem_cgroup *_memcg;
3006         int ret = 0;
3007
3008         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3009         if (ret)
3010                 return ret;
3011
3012         _memcg = memcg;
3013         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3014                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3015
3016         if (ret == -EINTR)  {
3017                 /*
3018                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3019                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3020                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3021                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3022                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3023                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3024                  * our minds.
3025                  *
3026                  * This condition will only trigger if the task entered
3027                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3028                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3029                  * dying when the allocation triggers should have been already
3030                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3031                  */
3032                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3033                 if (do_swap_account)
3034                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3035                                                   &fail_res);
3036                 ret = 0;
3037         } else if (ret)
3038                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3039
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3044 {
3045         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3046         if (do_swap_account)
3047                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3048
3049         /* Not down to 0 */
3050         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3051                 return;
3052
3053         /*
3054          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3055          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3056          * outliving the memcg existence.
3057          *
3058          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3059          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3060          */
3061         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3062                 css_put(&memcg->css);
3063 }
3064
3065 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3066 {
3067         if (!memcg)
3068                 return;
3069
3070         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3071         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3072         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3073 }
3074
3075 /*
3076  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3077  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3078  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3079  */
3080 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3081 {
3082         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3083 }
3084
3085 /*
3086  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3087  * operation, because that is its main call site.
3088  *
3089  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3090  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3091  */
3092 static int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3093 {
3094         int num, ret;
3095
3096         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3097                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3098         if (num < 0)
3099                 return num;
3100         /*
3101          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3102          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3103          * guarantees only one process will set the following boolean
3104          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3105          * by the set_limit_mutex anyway.
3106          */
3107         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3108
3109         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3110         if (ret) {
3111                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3112                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3113                 return ret;
3114         }
3115
3116         memcg->kmemcg_id = num;
3117         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3118         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3119         return 0;
3120 }
3121
3122 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3123 {
3124         ssize_t size;
3125         if (num_groups <= 0)
3126                 return 0;
3127
3128         size = 2 * num_groups;
3129         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3130                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3131         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3132                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3133
3134         return size;
3135 }
3136
3137 /*
3138  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3139  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3140  * calling this.
3141  */
3142 void memcg_update_array_size(int num)
3143 {
3144         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3145                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3146 }
3147
3148 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3149
3150 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3151 {
3152         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3153
3154         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3155
3156         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3157                 int i;
3158                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3159
3160                 size *= sizeof(void *);
3161                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3162
3163                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3164                 if (!s->memcg_params) {
3165                         s->memcg_params = cur_params;
3166                         return -ENOMEM;
3167                 }
3168
3169                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3170
3171                 /*
3172                  * There is the chance it will be bigger than
3173                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3174                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3175                  * have a bigger array.
3176                  *
3177                  * But if that is the case, the data after
3178                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3179                  */
3180                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3181                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3182                                 continue;
3183                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3184                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3185                 }
3186
3187                 /*
3188                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3189                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3190                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3191                  *
3192                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3193                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3194                  * anyway.
3195                  */
3196                 kfree(cur_params);
3197         }
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3202                          struct kmem_cache *root_cache)
3203 {
3204         size_t size;
3205
3206         if (!memcg_kmem_enabled())
3207                 return 0;
3208
3209         if (!memcg) {
3210                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3211                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3212         } else
3213                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3214
3215         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3216         if (!s->memcg_params)
3217                 return -ENOMEM;
3218
3219         if (memcg) {
3220                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3221                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3222                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3223                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3224         } else
3225                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3226
3227         return 0;
3228 }
3229
3230 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3231 {
3232         struct kmem_cache *root;
3233         struct mem_cgroup *memcg;
3234         int id;
3235
3236         /*
3237          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3238          * add any memcg.
3239          */
3240         if (!s->memcg_params)
3241                 return;
3242
3243         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3244                 goto out;
3245
3246         memcg = s->memcg_params->memcg;
3247         id  = memcg_cache_id(memcg);
3248
3249         root = s->memcg_params->root_cache;
3250         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3251
3252         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3253         list_del(&s->memcg_params->list);
3254         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3255
3256         css_put(&memcg->css);
3257 out:
3258         kfree(s->memcg_params);
3259 }
3260
3261 /*
3262  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3263  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3264  * enqueing new caches to be created.
3265  *
3266  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3267  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3268  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3269  * objects during debug.
3270  *
3271  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3272  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3273  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3274  * cache again, failing at the same point.
3275  *
3276  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3277  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3278  * inside the following two functions.
3279  */
3280 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3281 {
3282         VM_BUG_ON(!current->mm);
3283         current->memcg_kmem_skip_account++;
3284 }
3285
3286 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3287 {
3288         VM_BUG_ON(!current->mm);
3289         current->memcg_kmem_skip_account--;
3290 }
3291
3292 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3293 {
3294         struct kmem_cache *cachep;
3295         struct memcg_cache_params *p;
3296
3297         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3298
3299         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3300
3301         /*
3302          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3303          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3304          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3305          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3306          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3307          *
3308          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3309          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3310          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3311          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3312          * destroy it.
3313          *
3314          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3315          * again
3316          */
3317         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3318                 kmem_cache_shrink(cachep);
3319                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3320                         return;
3321         } else
3322                 kmem_cache_destroy(cachep);
3323 }
3324
3325 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3326 {
3327         if (!cachep->memcg_params->dead)
3328                 return;
3329
3330         /*
3331          * There are many ways in which we can get here.
3332          *
3333          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3334          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3335          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3336          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3337          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3338          *
3339          * But we can also get here from the worker itself, if
3340          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3341          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3342          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3343          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3344          *
3345          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3346          * running if there is already work pending
3347          */
3348         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3349                 return;
3350         /*
3351          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3352          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3353          */
3354         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3355 }
3356
3357 /*
3358  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3359  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3360  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3361  *
3362  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3363  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3364  */
3365 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3366
3367 /*
3368  * Called with memcg_cache_mutex held
3369  */
3370 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3371                                          struct kmem_cache *s)
3372 {
3373         struct kmem_cache *new;
3374         static char *tmp_name = NULL;
3375
3376         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3377
3378         /*
3379          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3380          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3381          * This static temporary buffer is used to prevent from
3382          * pointless shortliving allocation.
3383          */
3384         if (!tmp_name) {
3385                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3386                 if (!tmp_name)
3387                         return NULL;
3388         }
3389
3390         rcu_read_lock();
3391         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3392                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3393         rcu_read_unlock();
3394
3395         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3396                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3397
3398         if (new)
3399                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3400
3401         return new;
3402 }
3403
3404 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3405                                                   struct kmem_cache *cachep)
3406 {
3407         struct kmem_cache *new_cachep;
3408         int idx;
3409
3410         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3411
3412         idx = memcg_cache_id(memcg);
3413
3414         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3415         new_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3416         if (new_cachep) {
3417                 css_put(&memcg->css);
3418                 goto out;
3419         }
3420
3421         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3422         if (new_cachep == NULL) {
3423                 new_cachep = cachep;
3424                 css_put(&memcg->css);
3425                 goto out;
3426         }
3427
3428         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3429
3430         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3431         /*
3432          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3433          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3434          */
3435         wmb();
3436 out:
3437         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3438         return new_cachep;
3439 }
3440
3441 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3442 {
3443         struct kmem_cache *c;
3444         int i;
3445
3446         if (!s->memcg_params)
3447                 return;
3448         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3449                 return;
3450
3451         /*
3452          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3453          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3454          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3455          *
3456          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3457          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3458          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3459          */
3460         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3461         for_each_memcg_cache_index(i) {
3462                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3463                 if (!c)
3464                         continue;
3465
3466                 /*
3467                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3468                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3469                  * proceed with destruction ourselves.
3470                  *
3471                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3472                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3473                  * the cache still have active pages until this very moment.
3474                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3475                  *
3476                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3477                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3478                  */
3479                 c->memcg_params->dead = false;
3480                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3481                 kmem_cache_destroy(c);
3482         }
3483         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3484 }
3485
3486 struct create_work {
3487         struct mem_cgroup *memcg;
3488         struct kmem_cache *cachep;
3489         struct work_struct work;
3490 };
3491
3492 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3493 {
3494         struct kmem_cache *cachep;
3495         struct memcg_cache_params *params;
3496
3497         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3498                 return;
3499
3500         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3501         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3502                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3503                 cachep->memcg_params->dead = true;
3504                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3505         }
3506         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3507 }
3508
3509 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3510 {
3511         struct create_work *cw;
3512
3513         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3514         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3515         kfree(cw);
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3520  */
3521 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3522                                          struct kmem_cache *cachep)
3523 {
3524         struct create_work *cw;
3525
3526         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3527         if (cw == NULL) {
3528                 css_put(&memcg->css);
3529                 return;
3530         }
3531
3532         cw->memcg = memcg;
3533         cw->cachep = cachep;
3534
3535         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3536         schedule_work(&cw->work);
3537 }
3538
3539 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3540                                        struct kmem_cache *cachep)
3541 {
3542         /*
3543          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3544          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3545          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3546          *
3547          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3548          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3549          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3550          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3551          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3552          */
3553         memcg_stop_kmem_account();
3554         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3555         memcg_resume_kmem_account();
3556 }
3557 /*
3558  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3559  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3560  *
3561  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3562  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3563  * in a workqueue.
3564  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3565  * the original cache.
3566  *
3567  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3568  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3569  */
3570 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3571                                           gfp_t gfp)
3572 {
3573         struct mem_cgroup *memcg;
3574         int idx;
3575
3576         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3577         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3578
3579         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3580                 return cachep;
3581
3582         rcu_read_lock();
3583         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3584
3585         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3586                 goto out;
3587
3588         idx = memcg_cache_id(memcg);
3589
3590         /*
3591          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3592          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3593          */
3594         read_barrier_depends();
3595         if (likely(cache_from_memcg_idx(cachep, idx))) {
3596                 cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3597                 goto out;
3598         }
3599
3600         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3601         if (!css_tryget(&memcg->css))
3602                 goto out;
3603         rcu_read_unlock();
3604
3605         /*
3606          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3607          * context), we could be be predictable and return right away.
3608          * This would guarantee that the allocation being performed
3609          * already belongs in the new cache.
3610          *
3611          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3612          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3613          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3614          * with the slab_mutex held.
3615          *
3616          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3617          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3618          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3619          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3620          * better to defer everything.
3621          */
3622         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3623         return cachep;
3624 out:
3625         rcu_read_unlock();
3626         return cachep;
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3629
3630 /*
3631  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3632  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3633  * need a further commit step to do the final arrangements.
3634  *
3635  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3636  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3637  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3638  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3639  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3640  * the compiled-out case as well.
3641  *
3642  * Returning true means the allocation is possible.
3643  */
3644 bool
3645 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3646 {
3647         struct mem_cgroup *memcg;
3648         int ret;
3649
3650         *_memcg = NULL;
3651
3652         /*
3653          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3654          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3655          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3656          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3657          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3658          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3659          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3660          *
3661          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3662          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3663          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3664          * the SLUB allocator:
3665          *
3666          *      memcg_stop_kmem_account();
3667          *      kmalloc(<large_number>)
3668          *      memcg_resume_kmem_account();
3669          *
3670          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3671          * since it will drive us directly to this function without passing
3672          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3673          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3674          * cache arrays. We bring this test here.
3675          */
3676         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3677                 return true;
3678
3679         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3680
3681         /*
3682          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3683          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3684          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3685          */
3686         if (unlikely(!memcg))
3687                 return true;
3688
3689         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3690                 css_put(&memcg->css);
3691                 return true;
3692         }
3693
3694         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3695         if (!ret)
3696                 *_memcg = memcg;
3697
3698         css_put(&memcg->css);
3699         return (ret == 0);
3700 }
3701
3702 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3703                               int order)
3704 {
3705         struct page_cgroup *pc;
3706
3707         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3708
3709         /* The page allocation failed. Revert */
3710         if (!page) {
3711                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3712                 return;
3713         }
3714
3715         pc = lookup_page_cgroup(page);
3716         lock_page_cgroup(pc);
3717         pc->mem_cgroup = memcg;
3718         SetPageCgroupUsed(pc);
3719         unlock_page_cgroup(pc);
3720 }
3721
3722 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3723 {
3724         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3725         struct page_cgroup *pc;
3726
3727
3728         pc = lookup_page_cgroup(page);
3729         /*
3730          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3731          * check again after locking.
3732          */
3733         if (!PageCgroupUsed(pc))
3734                 return;
3735
3736         lock_page_cgroup(pc);
3737         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3738                 memcg = pc->mem_cgroup;
3739                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3740         }
3741         unlock_page_cgroup(pc);
3742
3743         /*
3744          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3745          * is a valid allocation
3746          */
3747         if (!memcg)
3748                 return;
3749
3750         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3751         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3752 }
3753 #else
3754 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3755 {
3756 }
3757 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3758
3759 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3760
3761 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3762 /*
3763  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3764  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3765  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3766  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3767  */
3768 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3769 {
3770         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3771         struct page_cgroup *pc;
3772         struct mem_cgroup *memcg;
3773         int i;
3774
3775         if (mem_cgroup_disabled())
3776                 return;
3777
3778         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3779         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3780                 pc = head_pc + i;
3781                 pc->mem_cgroup = memcg;
3782                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3783                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3784         }
3785         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3786                        HPAGE_PMD_NR);
3787 }
3788 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3789
3790 static inline
3791 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3792                                         struct mem_cgroup *to,
3793                                         unsigned int nr_pages,
3794                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3795 {
3796         /* Update stat data for mem_cgroup */
3797         preempt_disable();
3798         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3799         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3800         preempt_enable();
3801 }
3802
3803 /**
3804  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3805  * @page: the page
3806  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3807  * @pc: page_cgroup of the page.
3808  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3809  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3810  *
3811  * The caller must confirm following.
3812  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3813  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3814  *
3815  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3816  * from old cgroup.
3817  */
3818 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3819                                    unsigned int nr_pages,
3820                                    struct page_cgroup *pc,
3821                                    struct mem_cgroup *from,
3822                                    struct mem_cgroup *to)
3823 {
3824         unsigned long flags;
3825         int ret;
3826         bool anon = PageAnon(page);
3827
3828         VM_BUG_ON(from == to);
3829         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3830         /*
3831          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3832          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3833          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3834          * hold it.
3835          */
3836         ret = -EBUSY;
3837         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3838                 goto out;
3839
3840         lock_page_cgroup(pc);
3841
3842         ret = -EINVAL;
3843         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3844                 goto unlock;
3845
3846         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3847
3848         if (!anon && page_mapped(page))
3849                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3850                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3851
3852         if (PageWriteback(page))
3853                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3854                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3855
3856         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3857
3858         /* caller should have done css_get */
3859         pc->mem_cgroup = to;
3860         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3861         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3862         ret = 0;
3863 unlock:
3864         unlock_page_cgroup(pc);
3865         /*
3866          * check events
3867          */
3868         memcg_check_events(to, page);
3869         memcg_check_events(from, page);
3870 out:
3871         return ret;
3872 }
3873
3874 /**
3875  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3876  * @page: the page to move
3877  * @pc: page_cgroup of the page
3878  * @child: page's cgroup
3879  *
3880  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3881  * parent (aka use_hierarchy==0).
3882  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3883  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3884  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3885  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3886  * on the next attempt and the call should be retried later.
3887  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3888  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3889  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3890  * LRU or vanish.
3891  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3892  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3893  * disappear in the next attempt.
3894  */
3895 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3896                                   struct page_cgroup *pc,
3897                                   struct mem_cgroup *child)
3898 {
3899         struct mem_cgroup *parent;
3900         unsigned int nr_pages;
3901         unsigned long uninitialized_var(flags);
3902         int ret;
3903
3904         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3905
3906         ret = -EBUSY;
3907         if (!get_page_unless_zero(page))
3908                 goto out;
3909         if (isolate_lru_page(page))
3910                 goto put;
3911
3912         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3913
3914         parent = parent_mem_cgroup(child);
3915         /*
3916          * If no parent, move charges to root cgroup.
3917          */
3918         if (!parent)
3919                 parent = root_mem_cgroup;
3920
3921         if (nr_pages > 1) {
3922                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3923                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3924         }
3925
3926         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3927                                 pc, child, parent);
3928         if (!ret)
3929                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3930
3931         if (nr_pages > 1)
3932                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3933         putback_lru_page(page);
3934 put:
3935         put_page(page);
3936 out:
3937         return ret;
3938 }
3939
3940 /*
3941  * Charge the memory controller for page usage.
3942  * Return
3943  * 0 if the charge was successful
3944  * < 0 if the cgroup is over its limit
3945  */
3946 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3947                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3948 {
3949         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3950         unsigned int nr_pages = 1;
3951         bool oom = true;
3952         int ret;
3953
3954         if (PageTransHuge(page)) {
3955                 nr_pages <<= compound_order(page);
3956                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3957                 /*
3958                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3959                  * fault handler will fall back to regular pages.
3960                  */
3961                 oom = false;
3962         }
3963
3964         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3965         if (ret == -ENOMEM)
3966                 return ret;
3967         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3968         return 0;
3969 }
3970
3971 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3972                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3973 {
3974         if (mem_cgroup_disabled())
3975                 return 0;
3976         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3977         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3978         VM_BUG_ON(!mm);
3979         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3980                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3981 }
3982
3983 /*
3984  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3985  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3986  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3987  * "commit()" or removed by "cancel()"
3988  */
3989 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3990                                           struct page *page,
3991                                           gfp_t mask,
3992                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3993 {
3994         struct mem_cgroup *memcg;
3995         struct page_cgroup *pc;
3996         int ret;
3997
3998         pc = lookup_page_cgroup(page);
3999         /*
4000          * Every swap fault against a single page tries to charge the
4001          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
4002          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
4003          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
4004          * in turn serializes uncharging.
4005          */
4006         if (PageCgroupUsed(pc))
4007                 return 0;
4008         if (!do_swap_account)
4009                 goto charge_cur_mm;
4010         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4011         if (!memcg)
4012                 goto charge_cur_mm;
4013         *memcgp = memcg;
4014         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4015         css_put(&memcg->css);
4016         if (ret == -EINTR)
4017                 ret = 0;
4018         return ret;
4019 charge_cur_mm:
4020         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4021         if (ret == -EINTR)
4022                 ret = 0;
4023         return ret;
4024 }
4025
4026 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4027                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4028 {
4029         *memcgp = NULL;
4030         if (mem_cgroup_disabled())
4031                 return 0;
4032         /*
4033          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4034          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4035          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4036          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4037          */
4038         if (!PageSwapCache(page)) {
4039                 int ret;
4040
4041                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4042                 if (ret == -EINTR)
4043                         ret = 0;
4044                 return ret;
4045         }
4046         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4047 }
4048
4049 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4050 {
4051         if (mem_cgroup_disabled())
4052                 return;
4053         if (!memcg)
4054                 return;
4055         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4056 }
4057
4058 static void
4059 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4060                                         enum charge_type ctype)
4061 {
4062         if (mem_cgroup_disabled())
4063                 return;
4064         if (!memcg)
4065                 return;
4066
4067         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4068         /*
4069          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4070          * counted both as mem and swap....double count.
4071          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4072          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4073          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4074          */
4075         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4076                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4077                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4078         }
4079 }
4080
4081 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4082                                      struct mem_cgroup *memcg)
4083 {
4084         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4085                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4086 }
4087
4088 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4089                                 gfp_t gfp_mask)
4090 {
4091         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4092         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4093         int ret;
4094
4095         if (mem_cgroup_disabled())
4096                 return 0;
4097         if (PageCompound(page))
4098                 return 0;
4099
4100         if (!PageSwapCache(page))
4101                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4102         else { /* page is swapcache/shmem */
4103                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4104                                                      gfp_mask, &memcg);
4105                 if (!ret)
4106                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4107         }
4108         return ret;
4109 }
4110
4111 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4112                                    unsigned int nr_pages,
4113                                    const enum charge_type ctype)
4114 {
4115         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4116         bool uncharge_memsw = true;
4117
4118         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4119         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4120                 uncharge_memsw = false;
4121
4122         batch = &current->memcg_batch;
4123         /*
4124          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4125          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4126          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4127          */
4128         if (!batch->memcg)
4129                 batch->memcg = memcg;
4130         /*
4131          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4132          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4133          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4134          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4135          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4136          */
4137
4138         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4139                 goto direct_uncharge;
4140
4141         if (nr_pages > 1)
4142                 goto direct_uncharge;
4143
4144         /*
4145          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4146          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4147          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4148          */
4149         if (batch->memcg != memcg)
4150                 goto direct_uncharge;
4151         /* remember freed charge and uncharge it later */
4152         batch->nr_pages++;
4153         if (uncharge_memsw)
4154                 batch->memsw_nr_pages++;
4155         return;
4156 direct_uncharge:
4157         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4158         if (uncharge_memsw)
4159                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4160         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4161                 memcg_oom_recover(memcg);
4162 }
4163
4164 /*
4165  * uncharge if !page_mapped(page)
4166  */
4167 static struct mem_cgroup *
4168 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4169                              bool end_migration)
4170 {
4171         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4172         unsigned int nr_pages = 1;
4173         struct page_cgroup *pc;
4174         bool anon;
4175
4176         if (mem_cgroup_disabled())
4177                 return NULL;
4178
4179         if (PageTransHuge(page)) {
4180                 nr_pages <<= compound_order(page);
4181                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4182         }
4183         /*
4184          * Check if our page_cgroup is valid
4185          */
4186         pc = lookup_page_cgroup(page);
4187         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4188                 return NULL;
4189
4190         lock_page_cgroup(pc);
4191
4192         memcg = pc->mem_cgroup;
4193
4194         if (!PageCgroupUsed(pc))
4195                 goto unlock_out;
4196
4197         anon = PageAnon(page);
4198
4199         switch (ctype) {
4200         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4201                 /*
4202                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4203                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4204                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4205                  */
4206                 anon = true;
4207                 /* fallthrough */
4208         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4209                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4210                 if (page_mapped(page))
4211                         goto unlock_out;
4212                 /*
4213                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4214                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4215                  * unused post-migration page and so it has to call
4216                  * here with the migration bit still set.  See the
4217                  * res_counter handling below.
4218                  */
4219                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4220                         goto unlock_out;
4221                 break;
4222         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4223                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4224                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4225                                 goto unlock_out;
4226                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4227                                 goto unlock_out;
4228                 break;
4229         default:
4230                 break;
4231         }
4232
4233         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4234
4235         ClearPageCgroupUsed(pc);
4236         /*
4237          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4238          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4239          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4240          * special functions.
4241          */
4242
4243         unlock_page_cgroup(pc);
4244         /*
4245          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4246          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4247          */
4248         memcg_check_events(memcg, page);
4249         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4250                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4251                 css_get(&memcg->css);
4252         }
4253         /*
4254          * Migration does not charge the res_counter for the
4255          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4256          * page that is unused after the migration.
4257          */
4258         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4259                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4260
4261         return memcg;
4262
4263 unlock_out:
4264         unlock_page_cgroup(pc);
4265         return NULL;
4266 }
4267
4268 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4269 {
4270         /* early check. */
4271         if (page_mapped(page))
4272                 return;
4273         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4274         /*
4275          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4276          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4277          * and handles memcg lifetime.
4278          *
4279          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4280          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4281          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4282          * 0, there won't be any page table references to the swap
4283          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4284          * page to disk.
4285          */
4286         if (PageSwapCache(page))
4287                 return;
4288         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4289 }
4290
4291 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4292 {
4293         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4294         VM_BUG_ON(page->mapping);
4295         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4296 }
4297
4298 /*
4299  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4300  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4301  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4302  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4303  * This may be called prural(2) times in a context,
4304  */
4305
4306 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4307 {
4308         current->memcg_batch.do_batch++;
4309         /* We can do nest. */
4310         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4311                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4312                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4313                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4314         }
4315 }
4316
4317 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4318 {
4319         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4320
4321         if (!batch->do_batch)
4322                 return;
4323
4324         batch->do_batch--;
4325         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4326                 return;
4327
4328         if (!batch->memcg)
4329                 return;
4330         /*
4331          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4332          * bacause we hide charges behind us.
4333          */
4334         if (batch->nr_pages)
4335                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4336                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4337         if (batch->memsw_nr_pages)
4338                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4339                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4340         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4341         /* forget this pointer (for sanity check) */
4342         batch->memcg = NULL;
4343 }
4344
4345 #ifdef CONFIG_SWAP
4346 /*
4347  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4348  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4349  */
4350 void
4351 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4352 {
4353         struct mem_cgroup *memcg;
4354         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4355
4356         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4357                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4358
4359         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4360
4361         /*
4362          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4363          * css_get() was called in uncharge().
4364          */
4365         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4366                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4367 }
4368 #endif
4369
4370 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4371 /*
4372  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4373  * uncharge "memsw" account.
4374  */
4375 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4376 {
4377         struct mem_cgroup *memcg;
4378         unsigned short id;
4379
4380         if (!do_swap_account)
4381                 return;
4382
4383         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4384         rcu_read_lock();
4385         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4386         if (memcg) {
4387                 /*
4388                  * We uncharge this because swap is freed.
4389                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4390                  */
4391                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4392                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4393                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4394                 css_put(&memcg->css);
4395         }
4396         rcu_read_unlock();
4397 }
4398
4399 /**
4400  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4401  * @entry: swap entry to be moved
4402  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4403  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4404  *
4405  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4406  * as the mem_cgroup's id of @from.
4407  *
4408  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4409  *
4410  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4411  * both res and memsw, and called css_get().
4412  */
4413 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4414                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4415 {
4416         unsigned short old_id, new_id;
4417
4418         old_id = mem_cgroup_id(from);
4419         new_id = mem_cgroup_id(to);
4420
4421         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4422                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4423                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4424                 /*
4425                  * This function is only called from task migration context now.
4426                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4427                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4428                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4429                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4430                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4431                  *
4432                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4433                  * alive, so we can just call css_get().
4434                  */
4435                 css_get(&to->css);
4436                 return 0;
4437         }
4438         return -EINVAL;
4439 }
4440 #else
4441 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4442                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4443 {
4444         return -EINVAL;
4445 }
4446 #endif
4447
4448 /*
4449  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4450  * page belongs to.
4451  */
4452 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4453                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4456         unsigned int nr_pages = 1;
4457         struct page_cgroup *pc;
4458         enum charge_type ctype;
4459
4460         *memcgp = NULL;
4461
4462         if (mem_cgroup_disabled())
4463                 return;
4464
4465         if (PageTransHuge(page))
4466                 nr_pages <<= compound_order(page);
4467
4468         pc = lookup_page_cgroup(page);
4469         lock_page_cgroup(pc);
4470         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4471                 memcg = pc->mem_cgroup;
4472                 css_get(&memcg->css);
4473                 /*
4474                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4475                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4476                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4477                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4478                  * until end_migration() is called
4479                  *
4480                  * Corner Case Thinking
4481                  * A)
4482                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4483                  * while migration was ongoing.
4484                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4485                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4486                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4487                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4488                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4489                  *
4490                  * B)
4491                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4492                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4493                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4494                  * without charging it again.
4495                  *
4496                  * C)
4497                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4498                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4499                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4500                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4501                  */
4502                 if (PageAnon(page))
4503                         SetPageCgroupMigration(pc);
4504         }
4505         unlock_page_cgroup(pc);
4506         /*
4507          * If the page is not charged at this point,
4508          * we return here.
4509          */
4510         if (!memcg)
4511                 return;
4512
4513         *memcgp = memcg;
4514         /*
4515          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4516          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4517          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4518          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4519          */
4520         if (PageAnon(page))
4521                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4522         else
4523                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4524         /*
4525          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4526          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4527          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4528          */
4529         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4530 }
4531
4532 /* remove redundant charge if migration failed*/
4533 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4534         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4535 {
4536         struct page *used, *unused;
4537         struct page_cgroup *pc;
4538         bool anon;
4539
4540         if (!memcg)
4541                 return;
4542
4543         if (!migration_ok) {
4544                 used = oldpage;
4545                 unused = newpage;
4546         } else {
4547                 used = newpage;
4548                 unused = oldpage;
4549         }
4550         anon = PageAnon(used);
4551         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4552                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4553                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4554                                      true);
4555         css_put(&memcg->css);
4556         /*
4557          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4558          * of the page goes down to zero, temporarly.
4559          * Clear the flag and check the page should be charged.
4560          */
4561         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4562         lock_page_cgroup(pc);
4563         ClearPageCgroupMigration(pc);
4564         unlock_page_cgroup(pc);
4565
4566         /*
4567          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4568          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4569          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4570          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4571          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4572          * check. (see prepare_charge() also)
4573          */
4574         if (anon)
4575                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4576 }
4577
4578 /*
4579  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4580  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4581  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4582  */
4583 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4584                                   struct page *newpage)
4585 {
4586         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4587         struct page_cgroup *pc;
4588         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4589
4590         if (mem_cgroup_disabled())
4591                 return;
4592
4593         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4594         /* fix accounting on old pages */
4595         lock_page_cgroup(pc);
4596         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4597                 memcg = pc->mem_cgroup;
4598                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4599                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4600         }
4601         unlock_page_cgroup(pc);
4602
4603         /*
4604          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4605          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4606          */
4607         if (!memcg)
4608                 return;
4609         /*
4610          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4611          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4612          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4613          */
4614         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4615 }
4616
4617 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4618 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4619 {
4620         struct page_cgroup *pc;
4621
4622         pc = lookup_page_cgroup(page);
4623         /*
4624          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4625          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4626          * or when mem_cgroup_disabled().
4627          */
4628         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4629                 return pc;
4630         return NULL;
4631 }
4632
4633 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4634 {
4635         if (mem_cgroup_disabled())
4636                 return false;
4637
4638         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4639 }
4640
4641 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4642 {
4643         struct page_cgroup *pc;
4644
4645         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4646         if (pc) {
4647                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4648                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4649         }
4650 }
4651 #endif
4652
4653 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4654                                 unsigned long long val)
4655 {
4656         int retry_count;
4657         u64 memswlimit, memlimit;
4658         int ret = 0;
4659         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4660         u64 curusage, oldusage;
4661         int enlarge;
4662
4663         /*
4664          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4665          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4666          * of # of children which we should visit in this loop.
4667          */
4668         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4669
4670         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4671
4672         enlarge = 0;
4673         while (retry_count) {
4674                 if (signal_pending(current)) {
4675                         ret = -EINTR;
4676                         break;
4677                 }
4678                 /*
4679                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4680                  * open coded manner. You see what this really does.
4681                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4682                  */
4683                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4684                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4685                 if (memswlimit < val) {
4686                         ret = -EINVAL;
4687                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4688                         break;
4689                 }
4690
4691                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4692                 if (memlimit < val)
4693                         enlarge = 1;
4694
4695                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4696                 if (!ret) {
4697                         if (memswlimit == val)
4698                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4699                         else
4700                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4701                 }
4702                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4703
4704                 if (!ret)
4705                         break;
4706
4707                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4708                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4709                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4710                 /* Usage is reduced ? */
4711                 if (curusage >= oldusage)
4712                         retry_count--;
4713                 else
4714                         oldusage = curusage;
4715         }
4716         if (!ret && enlarge)
4717                 memcg_oom_recover(memcg);
4718
4719         return ret;
4720 }
4721
4722 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4723                                         unsigned long long val)
4724 {
4725         int retry_count;
4726         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4727         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4728         int ret = -EBUSY;
4729         int enlarge = 0;
4730
4731         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4732         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4733         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4734         while (retry_count) {
4735                 if (signal_pending(current)) {
4736                         ret = -EINTR;
4737                         break;
4738                 }
4739                 /*
4740                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4741                  * open coded manner. You see what this really does.
4742                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4743                  */
4744                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4745                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4746                 if (memlimit > val) {
4747                         ret = -EINVAL;
4748                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4749                         break;
4750                 }
4751                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4752                 if (memswlimit < val)
4753                         enlarge = 1;
4754                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4755                 if (!ret) {
4756                         if (memlimit == val)
4757                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4758                         else
4759                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4760                 }
4761                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4762
4763                 if (!ret)
4764                         break;
4765
4766                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4767                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4768                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4769                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4770                 /* Usage is reduced ? */
4771                 if (curusage >= oldusage)
4772                         retry_count--;
4773                 else
4774                         oldusage = curusage;
4775         }
4776         if (!ret && enlarge)
4777                 memcg_oom_recover(memcg);
4778         return ret;
4779 }
4780
4781 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4782                                             gfp_t gfp_mask,
4783                                             unsigned long *total_scanned)
4784 {
4785         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4786         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4787         unsigned long reclaimed;
4788         int loop = 0;
4789         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4790         unsigned long long excess;
4791         unsigned long nr_scanned;
4792
4793         if (order > 0)
4794                 return 0;
4795
4796         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4797         /*
4798          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4799          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4800          * pressure
4801          */
4802         do {
4803                 if (next_mz)
4804                         mz = next_mz;
4805                 else
4806                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4807                 if (!mz)
4808                         break;
4809
4810                 nr_scanned = 0;
4811                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4812                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4813                 nr_reclaimed += reclaimed;
4814                 *total_scanned += nr_scanned;
4815                 spin_lock(&mctz->lock);
4816
4817                 /*
4818                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4819                  * it is time to move on to the next cgroup
4820                  */
4821                 next_mz = NULL;
4822                 if (!reclaimed) {
4823                         do {
4824                                 /*
4825                                  * Loop until we find yet another one.
4826                                  *
4827                                  * By the time we get the soft_limit lock
4828                                  * again, someone might have aded the
4829                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4830                                  * make sure we get a different mem.
4831                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4832                                  * NULL if no other cgroup is present on
4833                                  * the tree
4834                                  */
4835                                 next_mz =
4836                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4837                                 if (next_mz == mz)
4838                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4839                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4840                                         break;
4841                         } while (1);
4842                 }
4843                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4844                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4845                 /*
4846                  * One school of thought says that we should not add
4847                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4848                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4849                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4850                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4851                  * term TODO.
4852                  */
4853                 /* If excess == 0, no tree ops */
4854                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4855                 spin_unlock(&mctz->lock);
4856                 css_put(&mz->memcg->css);
4857                 loop++;
4858                 /*
4859                  * Could not reclaim anything and there are no more
4860                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4861                  * reclaiming anything.
4862                  */
4863                 if (!nr_reclaimed &&
4864                         (next_mz == NULL ||
4865                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4866                         break;
4867         } while (!nr_reclaimed);
4868         if (next_mz)
4869                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4870         return nr_reclaimed;
4871 }
4872
4873 /**
4874  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4875  * @memcg: group to clear
4876  * @node: NUMA node
4877  * @zid: zone id
4878  * @lru: lru to to clear
4879  *
4880  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4881  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4882  * group.
4883  */
4884 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4885                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4886 {
4887         struct lruvec *lruvec;
4888         unsigned long flags;
4889         struct list_head *list;
4890         struct page *busy;
4891         struct zone *zone;
4892
4893         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4894         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4895         list = &lruvec->lists[lru];
4896
4897         busy = NULL;
4898         do {
4899                 struct page_cgroup *pc;
4900                 struct page *page;
4901
4902                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4903                 if (list_empty(list)) {
4904                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4905                         break;
4906                 }
4907                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4908                 if (busy == page) {
4909                         list_move(&page->lru, list);
4910                         busy = NULL;
4911                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4912                         continue;
4913                 }
4914                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4915
4916                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4917
4918                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4919                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4920                         busy = page;
4921                         cond_resched();
4922                 } else
4923                         busy = NULL;
4924         } while (!list_empty(list));
4925 }
4926
4927 /*
4928  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4929  * all the charges and pages to the parent.
4930  * This enables deleting this mem_cgroup.
4931  *
4932  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4933  */
4934 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4935 {
4936         int node, zid;
4937         u64 usage;
4938
4939         do {
4940                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4941                 lru_add_drain_all();
4942                 drain_all_stock_sync(memcg);
4943                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4944                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4945                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4946                                 enum lru_list lru;
4947                                 for_each_lru(lru) {
4948                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4949                                                         node, zid, lru);
4950                                 }
4951                         }
4952                 }
4953                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4954                 memcg_oom_recover(memcg);
4955                 cond_resched();
4956
4957                 /*
4958                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4959                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4960                  * expect their value to drop to 0 here.
4961                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4962                  *
4963                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4964                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4965                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4966                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4967                  * charge before adding to the LRU.
4968                  */
4969                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4970                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4971         } while (usage > 0);
4972 }
4973
4974 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4975 {
4976         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4977         /*
4978          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4979          * of children, but it prevents a new child from being
4980          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4981          * enough to decide whether hierarchically inherited
4982          * attributes can still be changed or not.
4983          */
4984         return memcg->use_hierarchy &&
4985                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4986 }
4987
4988 /*
4989  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4990  * the rest to the parent.
4991  *
4992  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4993  */
4994 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4995 {
4996         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4997         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4998
4999         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5000         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5001                 return -EBUSY;
5002
5003         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5004         lru_add_drain_all();
5005         /* try to free all pages in this cgroup */
5006         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5007                 int progress;
5008
5009                 if (signal_pending(current))
5010                         return -EINTR;
5011
5012                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5013                                                 false);
5014                 if (!progress) {
5015                         nr_retries--;
5016                         /* maybe some writeback is necessary */
5017                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5018                 }
5019
5020         }
5021         lru_add_drain();
5022         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5023
5024         return 0;
5025 }
5026
5027 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5028                                         unsigned int event)
5029 {
5030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5031
5032         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5033                 return -EINVAL;
5034         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5035 }
5036
5037 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5038                                      struct cftype *cft)
5039 {
5040         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5041 }
5042
5043 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5044                                       struct cftype *cft, u64 val)
5045 {
5046         int retval = 0;
5047         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5048         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5049
5050         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5051
5052         if (memcg->use_hierarchy == val)
5053                 goto out;
5054
5055         /*
5056          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5057          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5058          * occur, provided the current cgroup has no children.
5059          *
5060          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5061          * set if there are no children.
5062          */
5063         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5064                                 (val == 1 || val == 0)) {
5065                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5066                         memcg->use_hierarchy = val;
5067                 else
5068                         retval = -EBUSY;
5069         } else
5070                 retval = -EINVAL;
5071
5072 out:
5073         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5074
5075         return retval;
5076 }
5077
5078
5079 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5080                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5081 {
5082         struct mem_cgroup *iter;
5083         long val = 0;
5084
5085         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5086         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5087                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5088
5089         if (val < 0) /* race ? */
5090                 val = 0;
5091         return val;
5092 }
5093
5094 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5095 {
5096         u64 val;
5097
5098         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5099                 if (!swap)
5100                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5101                 else
5102                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5103         }
5104
5105         /*
5106          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5107          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5108          */
5109         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5110         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5111
5112         if (swap)
5113                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5114
5115         return val << PAGE_SHIFT;
5116 }
5117
5118 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5119                                struct cftype *cft, struct file *file,
5120                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5121 {
5122         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5123         char str[64];
5124         u64 val;
5125         int name, len;
5126         enum res_type type;
5127
5128         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5129         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5130
5131         switch (type) {
5132         case _MEM:
5133                 if (name == RES_USAGE)
5134                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5135                 else
5136                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5137                 break;
5138         case _MEMSWAP:
5139                 if (name == RES_USAGE)
5140                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5141                 else
5142                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5143                 break;
5144         case _KMEM:
5145                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5146                 break;
5147         default:
5148                 BUG();
5149         }
5150
5151         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5152         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5153 }
5154
5155 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5156 {
5157         int ret = -EINVAL;
5158 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5160         /*
5161          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5162          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5163          * already joined.
5164          *
5165          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5166          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5167          * place, which makes the value quite meaningless.
5168          *
5169          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5170          * of course permitted.
5171          */
5172         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5173         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5174         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5175                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5176                         ret = -EBUSY;
5177                         goto out;
5178                 }
5179                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5180                 VM_BUG_ON(ret);
5181
5182                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5183                 if (ret) {
5184                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5185                         goto out;
5186                 }
5187                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5188                 /*
5189                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5190                  * starts accounting before all call sites are patched
5191                  */
5192                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5193         } else
5194                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5195 out:
5196         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5197         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5198 #endif
5199         return ret;
5200 }
5201
5202 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5203 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5204 {
5205         int ret = 0;
5206         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5207         if (!parent)
5208                 goto out;
5209
5210         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5211         /*
5212          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5213          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5214          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5215          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5216          * parents.
5217          *
5218          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5219          * that is accounted.
5220          */
5221         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5222                 goto out;
5223
5224         /*
5225          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5226          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5227          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5228          */
5229         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5230
5231         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5232         memcg_stop_kmem_account();
5233         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5234         memcg_resume_kmem_account();
5235         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5236 out:
5237         return ret;
5238 }
5239 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5240
5241 /*
5242  * The user of this function is...
5243  * RES_LIMIT.
5244  */
5245 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5246                             const char *buffer)
5247 {
5248         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5249         enum res_type type;
5250         int name;
5251         unsigned long long val;
5252         int ret;
5253
5254         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5255         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5256
5257         switch (name) {
5258         case RES_LIMIT:
5259                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5260                         ret = -EINVAL;
5261                         break;
5262                 }
5263                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5264                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5265                 if (ret)
5266                         break;
5267                 if (type == _MEM)
5268                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5269                 else if (type == _MEMSWAP)
5270                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5271                 else if (type == _KMEM)
5272                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5273                 else
5274                         return -EINVAL;
5275                 break;
5276         case RES_SOFT_LIMIT:
5277                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5278                 if (ret)
5279                         break;
5280                 /*
5281                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5282                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5283                  * control without swap
5284                  */
5285                 if (type == _MEM)
5286                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5287                 else
5288                         ret = -EINVAL;
5289                 break;
5290         default:
5291                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5292                 break;
5293         }
5294         return ret;
5295 }
5296
5297 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5298                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5299 {
5300         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5301
5302         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5303         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5304         if (!memcg->use_hierarchy)
5305                 goto out;
5306
5307         while (css_parent(&memcg->css)) {
5308                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5309                 if (!memcg->use_hierarchy)
5310                         break;
5311                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5312                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5313                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5314                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5315         }
5316 out:
5317         *mem_limit = min_limit;
5318         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5319 }
5320
5321 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5322 {
5323         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5324         int name;
5325         enum res_type type;
5326
5327         type = MEMFILE_TYPE(event);
5328         name = MEMFILE_ATTR(event);
5329
5330         switch (name) {
5331         case RES_MAX_USAGE:
5332                 if (type == _MEM)
5333                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5334                 else if (type == _MEMSWAP)
5335                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5336                 else if (type == _KMEM)
5337                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5338                 else
5339                         return -EINVAL;
5340                 break;
5341         case RES_FAILCNT:
5342                 if (type == _MEM)
5343                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5344                 else if (type == _MEMSWAP)
5345                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5346                 else if (type == _KMEM)
5347                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5348                 else
5349                         return -EINVAL;
5350                 break;
5351         }
5352
5353         return 0;
5354 }
5355
5356 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5357                                         struct cftype *cft)
5358 {
5359         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5360 }
5361
5362 #ifdef CONFIG_MMU
5363 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5364                                         struct cftype *cft, u64 val)
5365 {
5366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5367
5368         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5369                 return -EINVAL;
5370
5371         /*
5372          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5373          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5374          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5375          * affect task migrations starting after the change.
5376          */
5377         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5378         return 0;
5379 }
5380 #else
5381 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5382                                         struct cftype *cft, u64 val)
5383 {
5384         return -ENOSYS;
5385 }
5386 #endif
5387
5388 #ifdef CONFIG_NUMA
5389 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5390                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5391 {
5392         struct numa_stat {
5393                 const char *name;
5394                 unsigned int lru_mask;
5395         };
5396
5397         static const struct numa_stat stats[] = {
5398                 { "total", LRU_ALL },
5399                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5400                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5401                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5402         };
5403         const struct numa_stat *stat;
5404         int nid;
5405         unsigned long nr;
5406         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5407
5408         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5409                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5410                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5411                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5412                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5413                                                           stat->lru_mask);
5414                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5415                 }
5416                 seq_putc(m, '\n');
5417         }
5418
5419         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5420                 struct mem_cgroup *iter;
5421
5422                 nr = 0;
5423                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5424                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5425                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5426                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5427                         nr = 0;
5428                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5429                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5430                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5431                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5432                 }
5433                 seq_putc(m, '\n');
5434         }
5435
5436         return 0;
5437 }
5438 #endif /* CONFIG_NUMA */
5439
5440 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5441 {
5442         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5443 }
5444
5445 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5446                                  struct seq_file *m)
5447 {
5448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5449         struct mem_cgroup *mi;
5450         unsigned int i;
5451
5452         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5453                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5454                         continue;
5455                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5456                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5457         }
5458
5459         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5460                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5461                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5462
5463         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5464                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5465                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5466
5467         /* Hierarchical information */
5468         {
5469                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5470                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5471                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5472                 if (do_swap_account)
5473                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5474                                    memsw_limit);
5475         }
5476
5477         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5478                 long long val = 0;
5479
5480                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5481                         continue;
5482                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5483                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5484                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5485         }
5486
5487         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5488                 unsigned long long val = 0;
5489
5490                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5491                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5492                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5493                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5494         }
5495
5496         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5497                 unsigned long long val = 0;
5498
5499                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5500                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5501                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5502         }
5503
5504 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5505         {
5506                 int nid, zid;
5507                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5508                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5509                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5510                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5511
5512                 for_each_online_node(nid)
5513                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5514                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5515                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5516
5517                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5518                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5519                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5520                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5521                         }
5522                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5523                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5524                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5525                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5526         }
5527 #endif
5528
5529         return 0;
5530 }
5531
5532 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5533                                       struct cftype *cft)
5534 {
5535         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5536
5537         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5538 }
5539
5540 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5541                                        struct cftype *cft, u64 val)
5542 {
5543         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5544         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5545
5546         if (val > 100 || !parent)
5547                 return -EINVAL;
5548
5549         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5550
5551         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5552         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5553                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5554                 return -EINVAL;
5555         }
5556
5557         memcg->swappiness = val;
5558
5559         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5560
5561         return 0;
5562 }
5563
5564 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5565 {
5566         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5567         u64 usage;
5568         int i;
5569
5570         rcu_read_lock();
5571         if (!swap)
5572                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5573         else
5574                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5575
5576         if (!t)
5577                 goto unlock;
5578
5579         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5580
5581         /*
5582          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5583          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5584          * call of __mem_cgroup_threshold().
5585          */
5586         i = t->current_threshold;
5587
5588         /*
5589          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5590          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5591          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5592          * only one element of the array here.
5593          */
5594         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5595                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5596
5597         /* i = current_threshold + 1 */
5598         i++;
5599
5600         /*
5601          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5602          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5603          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5604          * only one element of the array here.
5605          */
5606         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5607                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5608
5609         /* Update current_threshold */
5610         t->current_threshold = i - 1;
5611 unlock:
5612         rcu_read_unlock();
5613 }
5614
5615 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5616 {
5617         while (memcg) {
5618                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5619                 if (do_swap_account)
5620                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5621
5622                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5623         }
5624 }
5625
5626 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5627 {
5628         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5629         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5630
5631         if (_a->threshold > _b->threshold)
5632                 return 1;
5633
5634         if (_a->threshold < _b->threshold)
5635                 return -1;
5636
5637         return 0;
5638 }
5639
5640 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5641 {
5642         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5643
5644         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5645                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5646         return 0;
5647 }
5648
5649 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5650 {
5651         struct mem_cgroup *iter;
5652
5653         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5654                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5655 }
5656
5657 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5658         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5659 {
5660         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5661         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5662         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5663         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5664         u64 threshold, usage;
5665         int i, size, ret;
5666
5667         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5668         if (ret)
5669                 return ret;
5670
5671         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5672
5673         if (type == _MEM)
5674                 thresholds = &memcg->thresholds;
5675         else if (type == _MEMSWAP)
5676                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5677         else
5678                 BUG();
5679
5680         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5681
5682         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5683         if (thresholds->primary)
5684                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5685
5686         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5687
5688         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5689         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5690                         GFP_KERNEL);
5691         if (!new) {
5692                 ret = -ENOMEM;
5693                 goto unlock;
5694         }
5695         new->size = size;
5696
5697         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5698         if (thresholds->primary) {
5699                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5700                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5701         }
5702
5703         /* Add new threshold */
5704         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5705         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5706
5707         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5708         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5709                         compare_thresholds, NULL);
5710
5711         /* Find current threshold */
5712         new->current_threshold = -1;
5713         for (i = 0; i < size; i++) {
5714                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5715                         /*
5716                          * new->current_threshold will not be used until
5717                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5718                          * it here.
5719                          */
5720                         ++new->current_threshold;
5721                 } else
5722                         break;
5723         }
5724
5725         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5726         kfree(thresholds->spare);
5727         thresholds->spare = thresholds->primary;
5728
5729         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5730
5731         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5732         synchronize_rcu();
5733
5734 unlock:
5735         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5736
5737         return ret;
5738 }
5739
5740 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5741         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5742 {
5743         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5744         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5745         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5746         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5747         u64 usage;
5748         int i, j, size;
5749
5750         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5751         if (type == _MEM)
5752                 thresholds = &memcg->thresholds;
5753         else if (type == _MEMSWAP)
5754                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5755         else
5756                 BUG();
5757
5758         if (!thresholds->primary)
5759                 goto unlock;
5760
5761         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5762
5763         /* Check if a threshold crossed before removing */
5764         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5765
5766         /* Calculate new number of threshold */
5767         size = 0;
5768         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5769                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5770                         size++;
5771         }
5772
5773         new = thresholds->spare;
5774
5775         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5776         if (!size) {
5777                 kfree(new);
5778                 new = NULL;
5779                 goto swap_buffers;
5780         }
5781
5782         new->size = size;
5783
5784         /* Copy thresholds and find current threshold */
5785         new->current_threshold = -1;
5786         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5787                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5788                         continue;
5789
5790                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5791                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5792                         /*
5793                          * new->current_threshold will not be used
5794                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5795                          * it here.
5796                          */
5797                         ++new->current_threshold;
5798                 }
5799                 j++;
5800         }
5801
5802 swap_buffers:
5803         /* Swap primary and spare array */
5804         thresholds->spare = thresholds->primary;
5805         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5806         if (!new) {
5807                 kfree(thresholds->spare);
5808                 thresholds->spare = NULL;
5809         }
5810
5811         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5812
5813         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5814         synchronize_rcu();
5815 unlock:
5816         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5817 }
5818
5819 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5820         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5821 {
5822         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5823         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5824         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5825
5826         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5827         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5828         if (!event)
5829                 return -ENOMEM;
5830
5831         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5832
5833         event->eventfd = eventfd;
5834         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5835
5836         /* already in OOM ? */
5837         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5838                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5839         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5840
5841         return 0;
5842 }
5843
5844 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5845         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5846 {
5847         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5848         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5849         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5850
5851         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5852
5853         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5854
5855         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5856                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5857                         list_del(&ev->list);
5858                         kfree(ev);
5859                 }
5860         }
5861
5862         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5863 }
5864
5865 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5866         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5867 {
5868         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5869
5870         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5871
5872         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5873                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5874         else
5875                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5876         return 0;
5877 }
5878
5879 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5880         struct cftype *cft, u64 val)
5881 {
5882         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5883         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5884
5885         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5886         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5887                 return -EINVAL;
5888
5889         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5890         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5891         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5892                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5893                 return -EINVAL;
5894         }
5895         memcg->oom_kill_disable = val;
5896         if (!val)
5897                 memcg_oom_recover(memcg);
5898         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5899         return 0;
5900 }
5901
5902 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5903 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5904 {
5905         int ret;
5906
5907         memcg->kmemcg_id = -1;
5908         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5909         if (ret)
5910                 return ret;
5911
5912         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5913 }
5914
5915 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5916 {
5917         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5918 }
5919
5920 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5921 {
5922         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5923                 return;
5924
5925         /*
5926          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5927          * pages, for instance, a page contain objects from various
5928          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5929          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5930          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5931          *
5932          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5933          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5934          * reference is taken here before the group is marked dead
5935          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5936          *
5937          * Although this might sound strange as this path is called from
5938          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5939          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5940          * we do not have other options because of the kmem allocations
5941          * lifetime.
5942          */
5943         css_get(&memcg->css);
5944
5945         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5946
5947         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5948                 return;
5949
5950         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5951                 css_put(&memcg->css);
5952 }
5953 #else
5954 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5955 {
5956         return 0;
5957 }
5958
5959 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5960 {
5961 }
5962
5963 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5964 {
5965 }
5966 #endif
5967
5968 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5969         {
5970                 .name = "usage_in_bytes",
5971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5972                 .read = mem_cgroup_read,
5973                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5974                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "max_usage_in_bytes",
5978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5979                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5980                 .read = mem_cgroup_read,
5981         },
5982         {
5983                 .name = "limit_in_bytes",
5984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5985                 .write_string = mem_cgroup_write,
5986                 .read = mem_cgroup_read,
5987         },
5988         {
5989                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5991                 .write_string = mem_cgroup_write,
5992                 .read = mem_cgroup_read,
5993         },
5994         {
5995                 .name = "failcnt",
5996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5997                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5998                 .read = mem_cgroup_read,
5999         },
6000         {
6001                 .name = "stat",
6002                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "force_empty",
6006                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6007         },
6008         {
6009                 .name = "use_hierarchy",
6010                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6011                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6012                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6013         },
6014         {
6015                 .name = "swappiness",
6016                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6017                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6018         },
6019         {
6020                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6021                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6022                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6023         },
6024         {
6025                 .name = "oom_control",
6026                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6027                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6028                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6029                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6030                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6031         },
6032         {
6033                 .name = "pressure_level",
6034                 .register_event = vmpressure_register_event,
6035                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6036         },
6037 #ifdef CONFIG_NUMA
6038         {
6039                 .name = "numa_stat",
6040                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6041         },
6042 #endif
6043 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6044         {
6045                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6047                 .write_string = mem_cgroup_write,
6048                 .read = mem_cgroup_read,
6049         },
6050         {
6051                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6053                 .read = mem_cgroup_read,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "kmem.failcnt",
6057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6058                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6064                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6065                 .read = mem_cgroup_read,
6066         },
6067 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6068         {
6069                 .name = "kmem.slabinfo",
6070                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6071         },
6072 #endif
6073 #endif
6074         { },    /* terminate */
6075 };
6076
6077 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6078 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6079         {
6080                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6081                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6082                 .read = mem_cgroup_read,
6083                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6084                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6085         },
6086         {
6087                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6089                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6090                 .read = mem_cgroup_read,
6091         },
6092         {
6093                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6095                 .write_string = mem_cgroup_write,
6096                 .read = mem_cgroup_read,
6097         },
6098         {
6099                 .name = "memsw.failcnt",
6100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6101                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6102                 .read = mem_cgroup_read,
6103         },
6104         { },    /* terminate */
6105 };
6106 #endif
6107 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6108 {
6109         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6110         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6111         int zone, tmp = node;
6112         /*
6113          * This routine is called against possible nodes.
6114          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6115          *
6116          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6117          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6118          *       function.
6119          */
6120         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6121                 tmp = -1;
6122         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6123         if (!pn)
6124                 return 1;
6125
6126         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6127                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6128                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6129                 mz->usage_in_excess = 0;
6130                 mz->on_tree = false;
6131                 mz->memcg = memcg;
6132         }
6133         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6134         return 0;
6135 }
6136
6137 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6138 {
6139         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6140 }
6141
6142 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6143 {
6144         struct mem_cgroup *memcg;
6145         size_t size = memcg_size();
6146
6147         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6148         if (size < PAGE_SIZE)
6149                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6150         else
6151                 memcg = vzalloc(size);
6152
6153         if (!memcg)
6154                 return NULL;
6155
6156         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6157         if (!memcg->stat)
6158                 goto out_free;
6159         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6160         return memcg;
6161
6162 out_free:
6163         if (size < PAGE_SIZE)
6164                 kfree(memcg);
6165         else
6166                 vfree(memcg);
6167         return NULL;
6168 }
6169
6170 /*
6171  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6172  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6173  *
6174  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6175  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6176  * it goes down to 0.
6177  *
6178  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6179  */
6180
6181 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6182 {
6183         int node;
6184         size_t size = memcg_size();
6185
6186         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6187
6188         for_each_node(node)
6189                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6190
6191         free_percpu(memcg->stat);
6192
6193         /*
6194          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6195          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6196          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6197          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6198          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6199          *
6200          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6201          * to move this code around, and make sure it is outside
6202          * the cgroup_lock.
6203          */
6204         disarm_static_keys(memcg);
6205         if (size < PAGE_SIZE)
6206                 kfree(memcg);
6207         else
6208                 vfree(memcg);
6209 }
6210
6211 /*
6212  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6213  */
6214 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6215 {
6216         if (!memcg->res.parent)
6217                 return NULL;
6218         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6219 }
6220 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6221
6222 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6223 {
6224         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6225         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6226         int tmp, node, zone;
6227
6228         for_each_node(node) {
6229                 tmp = node;
6230                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6231                         tmp = -1;
6232                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6233                 BUG_ON(!rtpn);
6234
6235                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6236
6237                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6238                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6239                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6240                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6241                 }
6242         }
6243 }
6244
6245 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6246 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6247 {
6248         struct mem_cgroup *memcg;
6249         long error = -ENOMEM;
6250         int node;
6251
6252         memcg = mem_cgroup_alloc();
6253         if (!memcg)
6254                 return ERR_PTR(error);
6255
6256         for_each_node(node)
6257                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6258                         goto free_out;
6259
6260         /* root ? */
6261         if (parent_css == NULL) {
6262                 root_mem_cgroup = memcg;
6263                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6264                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6265                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6266         }
6267
6268         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6269         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6270         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6271         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6272         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6273         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6274
6275         return &memcg->css;
6276
6277 free_out:
6278         __mem_cgroup_free(memcg);
6279         return ERR_PTR(error);
6280 }
6281
6282 static int
6283 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6286         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6287         int error = 0;
6288
6289         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6290                 return -ENOSPC;
6291
6292         if (!parent)
6293                 return 0;
6294
6295         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6296
6297         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6298         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6299         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6300
6301         if (parent->use_hierarchy) {
6302                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6303                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6304                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6305
6306                 /*
6307                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6308                  * core guarantees its existence.
6309                  */
6310         } else {
6311                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6312                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6313                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6314                 /*
6315                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6316                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6317                  * unfortunate state in our controller.
6318                  */
6319                 if (parent != root_mem_cgroup)
6320                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6321         }
6322
6323         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6324         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6325         return error;
6326 }
6327
6328 /*
6329  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6330  */
6331 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6334
6335         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6336                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6337
6338         /*
6339          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6340          * explicitely.
6341          */
6342         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6343                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6344 }
6345
6346 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6347 {
6348         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6349
6350         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6351
6352         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6353         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6354         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6355         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6356 }
6357
6358 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6359 {
6360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6361         /*
6362          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6363          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6364          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6365          * under the same RCU lock region, which means that charging
6366          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6367          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6368          * without any tasks from the swapin path when the target
6369          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6370          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6371          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6372          * circulation:
6373          *
6374          * #0                        #1
6375          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6376          *                           rcu_read_lock()
6377          *                           mem_cgroup_lookup()
6378          *                           css_tryget()
6379          *                           rcu_read_unlock()
6380          * disable css_tryget()
6381          * call_rcu()
6382          *   offline_css()
6383          *     reparent_charges()
6384          *                           res_counter_charge()
6385          *                           css_put()
6386          *                             css_free()
6387          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6388          *                           add page to lru
6389          *
6390          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6391          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6392          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6393          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6394          * made after offlining:
6395          */
6396         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6397
6398         memcg_destroy_kmem(memcg);
6399         __mem_cgroup_free(memcg);
6400 }
6401
6402 #ifdef CONFIG_MMU
6403 /* Handlers for move charge at task migration. */
6404 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6405 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6406 {
6407         int ret = 0;
6408         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6409         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6410
6411         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6412                 mc.precharge += count;
6413                 /* we don't need css_get for root */
6414                 return ret;
6415         }
6416         /* try to charge at once */
6417         if (count > 1) {
6418                 struct res_counter *dummy;
6419                 /*
6420                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6421                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6422                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6423                  * css_get().
6424                  */
6425                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6426                         goto one_by_one;
6427                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6428                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6429                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6430                         goto one_by_one;
6431                 }
6432                 mc.precharge += count;
6433                 return ret;
6434         }
6435 one_by_one:
6436         /* fall back to one by one charge */
6437         while (count--) {
6438                 if (signal_pending(current)) {
6439                         ret = -EINTR;
6440                         break;
6441                 }
6442                 if (!batch_count--) {
6443                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6444                         cond_resched();
6445                 }
6446                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6447                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6448                 if (ret)
6449                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6450                         return ret;
6451                 mc.precharge++;
6452         }
6453         return ret;
6454 }
6455
6456 /**
6457  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6458  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6459  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6460  * @ptent: the pte to be checked
6461  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6462  *
6463  * Returns
6464  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6465  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6466  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6467  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6468  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6469  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6470  *     in target->ent.
6471  *
6472  * Called with pte lock held.
6473  */
6474 union mc_target {
6475         struct page     *page;
6476         swp_entry_t     ent;
6477 };
6478
6479 enum mc_target_type {
6480         MC_TARGET_NONE = 0,
6481         MC_TARGET_PAGE,
6482         MC_TARGET_SWAP,
6483 };
6484
6485 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6486                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6487 {
6488         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6489
6490         if (!page || !page_mapped(page))
6491                 return NULL;
6492         if (PageAnon(page)) {
6493                 /* we don't move shared anon */
6494                 if (!move_anon())
6495                         return NULL;
6496         } else if (!move_file())
6497                 /* we ignore mapcount for file pages */
6498                 return NULL;
6499         if (!get_page_unless_zero(page))
6500                 return NULL;
6501
6502         return page;
6503 }
6504
6505 #ifdef CONFIG_SWAP
6506 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6507                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6508 {
6509         struct page *page = NULL;
6510         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6511
6512         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6513                 return NULL;
6514         /*
6515          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6516          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6517          */
6518         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6519         if (do_swap_account)
6520                 entry->val = ent.val;
6521
6522         return page;
6523 }
6524 #else
6525 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6526                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6527 {
6528         return NULL;
6529 }
6530 #endif
6531
6532 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6533                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6534 {
6535         struct page *page = NULL;
6536         struct address_space *mapping;
6537         pgoff_t pgoff;
6538
6539         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6540                 return NULL;
6541         if (!move_file())
6542                 return NULL;
6543
6544         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6545         if (pte_none(ptent))
6546                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6547         else /* pte_file(ptent) is true */
6548                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6549
6550         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6551         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6552
6553 #ifdef CONFIG_SWAP
6554         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6555         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6556                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6557                 if (do_swap_account)
6558                         *entry = swap;
6559                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6560         }
6561 #endif
6562         return page;
6563 }
6564
6565 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6566                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6567 {
6568         struct page *page = NULL;
6569         struct page_cgroup *pc;
6570         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6571         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6572
6573         if (pte_present(ptent))
6574                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6575         else if (is_swap_pte(ptent))
6576                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6577         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6578                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6579
6580         if (!page && !ent.val)
6581                 return ret;
6582         if (page) {
6583                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6584                 /*
6585                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6586                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6587                  * the lock.
6588                  */
6589                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6590                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6591                         if (target)
6592                                 target->page = page;
6593                 }
6594                 if (!ret || !target)
6595                         put_page(page);
6596         }
6597         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6598         if (ent.val && !ret &&
6599             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6600                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6601                 if (target)
6602                         target->ent = ent;
6603         }
6604         return ret;
6605 }
6606
6607 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6608 /*
6609  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6610  * support them for now.
6611  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6612  */
6613 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6614                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6615 {
6616         struct page *page = NULL;
6617         struct page_cgroup *pc;
6618         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6619
6620         page = pmd_page(pmd);
6621         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6622         if (!move_anon())
6623                 return ret;
6624         pc = lookup_page_cgroup(page);
6625         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6626                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6627                 if (target) {
6628                         get_page(page);
6629                         target->page = page;
6630                 }
6631         }
6632         return ret;
6633 }
6634 #else
6635 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6636                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6637 {
6638         return MC_TARGET_NONE;
6639 }
6640 #endif
6641
6642 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6643                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6644                                         struct mm_walk *walk)
6645 {
6646         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6647         pte_t *pte;
6648         spinlock_t *ptl;
6649
6650         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6651                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6652                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6653                 spin_unlock(ptl);
6654                 return 0;
6655         }
6656
6657         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6658                 return 0;
6659         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6660         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6661                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6662                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6663         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6664         cond_resched();
6665
6666         return 0;
6667 }
6668
6669 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6670 {
6671         unsigned long precharge;
6672         struct vm_area_struct *vma;
6673
6674         down_read(&mm->mmap_sem);
6675         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6676                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6677                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6678                         .mm = mm,
6679                         .private = vma,
6680                 };
6681                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6682                         continue;
6683                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6684                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6685         }
6686         up_read(&mm->mmap_sem);
6687
6688         precharge = mc.precharge;
6689         mc.precharge = 0;
6690
6691         return precharge;
6692 }
6693
6694 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6695 {
6696         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6697
6698         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6699         mc.moving_task = current;
6700         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6701 }
6702
6703 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6704 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6705 {
6706         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6707         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6708         int i;
6709
6710         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6711         if (mc.precharge) {
6712                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6713                 mc.precharge = 0;
6714         }
6715         /*
6716          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6717          * we must uncharge here.
6718          */
6719         if (mc.moved_charge) {
6720                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6721                 mc.moved_charge = 0;
6722         }
6723         /* we must fixup refcnts and charges */
6724         if (mc.moved_swap) {
6725                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6726                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6727                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6728                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6729
6730                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6731                         css_put(&mc.from->css);
6732
6733                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6734                         /*
6735                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6736                          * uncharge to->res.
6737                          */
6738                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6739                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6740                 }
6741                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6742                 mc.moved_swap = 0;
6743         }
6744         memcg_oom_recover(from);
6745         memcg_oom_recover(to);
6746         wake_up_all(&mc.waitq);
6747 }
6748
6749 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6750 {
6751         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6752
6753         /*
6754          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6755          * task migration.
6756          */
6757         mc.moving_task = NULL;
6758         __mem_cgroup_clear_mc();
6759         spin_lock(&mc.lock);
6760         mc.from = NULL;
6761         mc.to = NULL;
6762         spin_unlock(&mc.lock);
6763         mem_cgroup_end_move(from);
6764 }
6765
6766 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6767                                  struct cgroup_taskset *tset)
6768 {
6769         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6770         int ret = 0;
6771         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6772         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6773
6774         /*
6775          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6776          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6777          * So we need to save it, and keep it going.
6778          */
6779         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6780         if (move_charge_at_immigrate) {
6781                 struct mm_struct *mm;
6782                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6783
6784                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6785
6786                 mm = get_task_mm(p);
6787                 if (!mm)
6788                         return 0;
6789                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6790                 if (mm->owner == p) {
6791                         VM_BUG_ON(mc.from);
6792                         VM_BUG_ON(mc.to);
6793                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6794                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6795                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6796                         mem_cgroup_start_move(from);
6797                         spin_lock(&mc.lock);
6798                         mc.from = from;
6799                         mc.to = memcg;
6800                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6801                         spin_unlock(&mc.lock);
6802                         /* We set mc.moving_task later */
6803
6804                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6805                         if (ret)
6806                                 mem_cgroup_clear_mc();
6807                 }
6808                 mmput(mm);
6809         }
6810         return ret;
6811 }
6812
6813 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6814                                      struct cgroup_taskset *tset)
6815 {
6816         mem_cgroup_clear_mc();
6817 }
6818
6819 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6820                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6821                                 struct mm_walk *walk)
6822 {
6823         int ret = 0;
6824         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6825         pte_t *pte;
6826         spinlock_t *ptl;
6827         enum mc_target_type target_type;
6828         union mc_target target;
6829         struct page *page;
6830         struct page_cgroup *pc;
6831
6832         /*
6833          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6834          * happens because:
6835          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6836          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6837          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6838          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6839          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6840          *    part of thp split is not executed yet.
6841          */
6842         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6843                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6844                         spin_unlock(ptl);
6845                         return 0;
6846                 }
6847                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6848                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6849                         page = target.page;
6850                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6851                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6852                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6853                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6854                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6855                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6856                                 }
6857                                 putback_lru_page(page);
6858                         }
6859                         put_page(page);
6860                 }
6861                 spin_unlock(ptl);
6862                 return 0;
6863         }
6864
6865         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6866                 return 0;
6867 retry:
6868         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6869         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6870                 pte_t ptent = *(pte++);
6871                 swp_entry_t ent;
6872
6873                 if (!mc.precharge)
6874                         break;
6875
6876                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6877                 case MC_TARGET_PAGE:
6878                         page = target.page;
6879                         if (isolate_lru_page(page))
6880                                 goto put;
6881                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6882                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6883                                                      mc.from, mc.to)) {
6884                                 mc.precharge--;
6885                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6886                                 mc.moved_charge++;
6887                         }
6888                         putback_lru_page(page);
6889 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6890                         put_page(page);
6891                         break;
6892                 case MC_TARGET_SWAP:
6893                         ent = target.ent;
6894                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6895                                 mc.precharge--;
6896                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6897                                 mc.moved_swap++;
6898                         }
6899                         break;
6900                 default:
6901                         break;
6902                 }
6903         }
6904         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6905         cond_resched();
6906
6907         if (addr != end) {
6908                 /*
6909                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6910                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6911                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6912                  * phase.
6913                  */
6914                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6915                 if (!ret)
6916                         goto retry;
6917         }
6918
6919         return ret;
6920 }
6921
6922 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6923 {
6924         struct vm_area_struct *vma;
6925
6926         lru_add_drain_all();
6927 retry:
6928         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6929                 /*
6930                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6931                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6932                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6933                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6934                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6935                  */
6936                 __mem_cgroup_clear_mc();
6937                 cond_resched();
6938                 goto retry;
6939         }
6940         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6941                 int ret;
6942                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6943                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6944                         .mm = mm,
6945                         .private = vma,
6946                 };
6947                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6948                         continue;
6949                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6950                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6951                 if (ret)
6952                         /*
6953                          * means we have consumed all precharges and failed in
6954                          * doing additional charge. Just abandon here.
6955                          */
6956                         break;
6957         }
6958         up_read(&mm->mmap_sem);
6959 }
6960
6961 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6962                                  struct cgroup_taskset *tset)
6963 {
6964         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6965         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6966
6967         if (mm) {
6968                 if (mc.to)
6969                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6970                 mmput(mm);
6971         }
6972         if (mc.to)
6973                 mem_cgroup_clear_mc();
6974 }
6975 #else   /* !CONFIG_MMU */
6976 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6977                                  struct cgroup_taskset *tset)
6978 {
6979         return 0;
6980 }
6981 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6982                                      struct cgroup_taskset *tset)
6983 {
6984 }
6985 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6986                                  struct cgroup_taskset *tset)
6987 {
6988 }
6989 #endif
6990
6991 /*
6992  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6993  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6994  */
6995 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6996 {
6997         /*
6998          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6999          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7000          * on for the root memcg is enough.
7001          */
7002         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7003                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7004 }
7005
7006 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7007         .name = "memory",
7008         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7009         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7010         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7011         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7012         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7013         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7014         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7015         .attach = mem_cgroup_move_task,
7016         .bind = mem_cgroup_bind,
7017         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7018         .early_init = 0,
7019 };
7020
7021 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7022 static int __init enable_swap_account(char *s)
7023 {
7024         if (!strcmp(s, "1"))
7025                 really_do_swap_account = 1;
7026         else if (!strcmp(s, "0"))
7027                 really_do_swap_account = 0;
7028         return 1;
7029 }
7030 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7031
7032 static void __init memsw_file_init(void)
7033 {
7034         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7035 }
7036
7037 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7038 {
7039         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7040                 do_swap_account = 1;
7041                 memsw_file_init();
7042         }
7043 }
7044
7045 #else
7046 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7047 {
7048 }
7049 #endif
7050
7051 /*
7052  * subsys_initcall() for memory controller.
7053  *
7054  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7055  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7056  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7057  * be initialized from here.
7058  */
7059 static int __init mem_cgroup_init(void)
7060 {
7061         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7062         enable_swap_cgroup();
7063         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7064         memcg_stock_init();
7065         return 0;
7066 }
7067 subsys_initcall(mem_cgroup_init);