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