memcg, kmem: fix reference count handling on the error path
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 /*
191  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
192  * their hierarchy representation
193  */
194
195 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
196         struct rb_root rb_root;
197         spinlock_t lock;
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree_per_node {
201         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree {
205         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
206 };
207
208 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
209
210 struct mem_cgroup_threshold {
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212         u64 threshold;
213 };
214
215 /* For threshold */
216 struct mem_cgroup_threshold_ary {
217         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
218         int current_threshold;
219         /* Size of entries[] */
220         unsigned int size;
221         /* Array of thresholds */
222         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
223 };
224
225 struct mem_cgroup_thresholds {
226         /* Primary thresholds array */
227         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
228         /*
229          * Spare threshold array.
230          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
231          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
232          */
233         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
234 };
235
236 /* for OOM */
237 struct mem_cgroup_eventfd_list {
238         struct list_head list;
239         struct eventfd_ctx *eventfd;
240 };
241
242 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
244
245 /*
246  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
247  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
248  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
249  * to help the administrator determine what knobs to tune.
250  *
251  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
252  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
253  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
254  * a feature that will be implemented much later in the future.
255  */
256 struct mem_cgroup {
257         struct cgroup_subsys_state css;
258         /*
259          * the counter to account for memory usage
260          */
261         struct res_counter res;
262
263         /* vmpressure notifications */
264         struct vmpressure vmpressure;
265
266         union {
267                 /*
268                  * the counter to account for mem+swap usage.
269                  */
270                 struct res_counter memsw;
271
272                 /*
273                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
274                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
275                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
276                  * in a union with the res field, but res plays a much
277                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
278                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
279                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
280                  */
281                 struct rcu_head rcu_freeing;
282                 /*
283                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
284                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
285                  */
286                 struct work_struct work_freeing;
287         };
288
289         /*
290          * the counter to account for kernel memory usage.
291          */
292         struct res_counter kmem;
293         /*
294          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
295          */
296         bool use_hierarchy;
297         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
298
299         bool            oom_lock;
300         atomic_t        under_oom;
301
302         atomic_t        refcnt;
303
304         int     swappiness;
305         /* OOM-Killer disable */
306         int             oom_kill_disable;
307
308         /* set when res.limit == memsw.limit */
309         bool            memsw_is_minimum;
310
311         /* protect arrays of thresholds */
312         struct mutex thresholds_lock;
313
314         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
315         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
316
317         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
318         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
319
320         /* For oom notifier event fd */
321         struct list_head oom_notify;
322
323         /*
324          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
325          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
326          */
327         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
328         /*
329          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
330          */
331         atomic_t        moving_account;
332         /* taken only while moving_account > 0 */
333         spinlock_t      move_lock;
334         /*
335          * percpu counter.
336          */
337         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
338         /*
339          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
340          * See mem_cgroup_read_stat().
341          */
342         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
343         spinlock_t pcp_counter_lock;
344
345         atomic_t        dead_count;
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
347         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
348 #endif
349 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
350         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
351         struct list_head memcg_slab_caches;
352         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
353         struct mutex slab_caches_mutex;
354         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
355         int kmemcg_id;
356 #endif
357
358         int last_scanned_node;
359 #if MAX_NUMNODES > 1
360         nodemask_t      scan_nodes;
361         atomic_t        numainfo_events;
362         atomic_t        numainfo_updating;
363 #endif
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 static size_t memcg_size(void)
370 {
371         return sizeof(struct mem_cgroup) +
372                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
373 }
374
375 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
376 enum {
377         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
378         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
379         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
380 };
381
382 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
383 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
384                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
385
386 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
387 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
390 }
391
392 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
393 {
394         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
395 }
396
397 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
400 }
401
402 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
403 {
404         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
405 }
406
407 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
408 {
409         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
410                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
411 }
412
413 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
414 {
415         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
416                                   &memcg->kmem_account_flags);
417 }
418 #endif
419
420 /* Stuffs for move charges at task migration. */
421 /*
422  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
423  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
424  */
425 enum move_type {
426         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
427         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
428         NR_MOVE_TYPE,
429 };
430
431 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
432 static struct move_charge_struct {
433         spinlock_t        lock; /* for from, to */
434         struct mem_cgroup *from;
435         struct mem_cgroup *to;
436         unsigned long immigrate_flags;
437         unsigned long precharge;
438         unsigned long moved_charge;
439         unsigned long moved_swap;
440         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
441         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
442 } mc = {
443         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
444         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
445 };
446
447 static bool move_anon(void)
448 {
449         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
450 }
451
452 static bool move_file(void)
453 {
454         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
455 }
456
457 /*
458  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
459  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
460  */
461 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
462 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
463
464 enum charge_type {
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
467         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
468         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
469         NR_CHARGE_TYPE,
470 };
471
472 /* for encoding cft->private value on file */
473 enum res_type {
474         _MEM,
475         _MEMSWAP,
476         _OOM_TYPE,
477         _KMEM,
478 };
479
480 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
481 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
482 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
483 /* Used for OOM nofiier */
484 #define OOM_CONTROL             (0)
485
486 /*
487  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
488  */
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
491 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
492 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
493
494 /*
495  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
496  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
497  * appearing has to hold it as well.
498  */
499 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
500
501 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
502 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
503
504 static inline
505 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
506 {
507         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
508 }
509
510 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
511 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
512 {
513         if (!memcg)
514                 memcg = root_mem_cgroup;
515         return &memcg->vmpressure;
516 }
517
518 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
519 {
520         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
521 }
522
523 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
524 {
525         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
526 }
527
528 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
529 {
530         return (memcg == root_mem_cgroup);
531 }
532
533 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
534 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
535
536 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
537 {
538         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
539                 struct mem_cgroup *memcg;
540                 struct cg_proto *cg_proto;
541
542                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
543
544                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
545                  * filled. It won't however, necessarily happen from
546                  * process context. So the test for root memcg given
547                  * the current task's memcg won't help us in this case.
548                  *
549                  * Respecting the original socket's memcg is a better
550                  * decision in this case.
551                  */
552                 if (sk->sk_cgrp) {
553                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
554                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
555                         return;
556                 }
557
558                 rcu_read_lock();
559                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
560                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
561                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
562                         mem_cgroup_get(memcg);
563                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
564                 }
565                 rcu_read_unlock();
566         }
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
569
570 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
571 {
572         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
573                 struct mem_cgroup *memcg;
574                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
575                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
576                 mem_cgroup_put(memcg);
577         }
578 }
579
580 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
581 {
582         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
583                 return NULL;
584
585         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
586 }
587 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
588
589 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
590 {
591         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
592                 return;
593         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
594 }
595 #else
596 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
597 {
598 }
599 #endif
600
601 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
602 /*
603  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
604  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
605  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
606  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
607  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
608  *     200 entry array for that.
609  *
610  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
611  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
612  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
613  *     core for this
614  *
615  * The current size of the caches array is stored in
616  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
617  * increase it.
618  */
619 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
620 int memcg_limited_groups_array_size;
621
622 /*
623  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
624  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
625  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
626  * tunable, but that is strictly not necessary.
627  *
628  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
629  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
630  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
631  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
632  * increase ours as well if it increases.
633  */
634 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
635 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
636
637 /*
638  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
639  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
640  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
641  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
642  */
643 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
644 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
645
646 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
649                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
650                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
651         }
652         /*
653          * This check can't live in kmem destruction function,
654          * since the charges will outlive the cgroup
655          */
656         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
657 }
658 #else
659 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
660 {
661 }
662 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
663
664 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
665 {
666         disarm_sock_keys(memcg);
667         disarm_kmem_keys(memcg);
668 }
669
670 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
671
672 static struct mem_cgroup_per_zone *
673 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
674 {
675         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
676         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
677 }
678
679 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
680 {
681         return &memcg->css;
682 }
683
684 static struct mem_cgroup_per_zone *
685 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
686 {
687         int nid = page_to_nid(page);
688         int zid = page_zonenum(page);
689
690         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
691 }
692
693 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
694 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
695 {
696         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
697 }
698
699 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
700 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
701 {
702         int nid = page_to_nid(page);
703         int zid = page_zonenum(page);
704
705         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
706 }
707
708 static void
709 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
710                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
711                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
712                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
713 {
714         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
715         struct rb_node *parent = NULL;
716         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
717
718         if (mz->on_tree)
719                 return;
720
721         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
722         if (!mz->usage_in_excess)
723                 return;
724         while (*p) {
725                 parent = *p;
726                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
727                                         tree_node);
728                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
729                         p = &(*p)->rb_left;
730                 /*
731                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
732                  * limit by the same amount
733                  */
734                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
735                         p = &(*p)->rb_right;
736         }
737         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
738         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
739         mz->on_tree = true;
740 }
741
742 static void
743 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
744                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
745                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
746 {
747         if (!mz->on_tree)
748                 return;
749         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
750         mz->on_tree = false;
751 }
752
753 static void
754 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
755                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
756                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
757 {
758         spin_lock(&mctz->lock);
759         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
760         spin_unlock(&mctz->lock);
761 }
762
763
764 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
765 {
766         unsigned long long excess;
767         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
768         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
769         int nid = page_to_nid(page);
770         int zid = page_zonenum(page);
771         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
772
773         /*
774          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
775          * because their event counter is not touched.
776          */
777         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
778                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
779                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
780                 /*
781                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
782                  * mem is over its softlimit.
783                  */
784                 if (excess || mz->on_tree) {
785                         spin_lock(&mctz->lock);
786                         /* if on-tree, remove it */
787                         if (mz->on_tree)
788                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
789                         /*
790                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
791                          * If excess is 0, no tree ops.
792                          */
793                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
794                         spin_unlock(&mctz->lock);
795                 }
796         }
797 }
798
799 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
800 {
801         int node, zone;
802         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
803         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
804
805         for_each_node(node) {
806                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
807                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
808                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
809                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
810                 }
811         }
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct rb_node *rightmost = NULL;
818         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
819
820 retry:
821         mz = NULL;
822         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
823         if (!rightmost)
824                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
825
826         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
827         /*
828          * Remove the node now but someone else can add it back,
829          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
830          * position in the tree.
831          */
832         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
833         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
834                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
835                 goto retry;
836 done:
837         return mz;
838 }
839
840 static struct mem_cgroup_per_zone *
841 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
842 {
843         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
844
845         spin_lock(&mctz->lock);
846         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
847         spin_unlock(&mctz->lock);
848         return mz;
849 }
850
851 /*
852  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
853  *
854  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
855  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
856  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
857  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
858  *
859  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
860  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
861  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
862  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
863  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
864  *
865  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
866  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
867  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
868  * implemented.
869  */
870 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
871                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
872 {
873         long val = 0;
874         int cpu;
875
876         get_online_cpus();
877         for_each_online_cpu(cpu)
878                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
879 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
880         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
881         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
882         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
883 #endif
884         put_online_cpus();
885         return val;
886 }
887
888 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
889                                          bool charge)
890 {
891         int val = (charge) ? 1 : -1;
892         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
893 }
894
895 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
896                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
897 {
898         unsigned long val = 0;
899         int cpu;
900
901         for_each_online_cpu(cpu)
902                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
903 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
904         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
905         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
906         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
907 #endif
908         return val;
909 }
910
911 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
912                                          struct page *page,
913                                          bool anon, int nr_pages)
914 {
915         preempt_disable();
916
917         /*
918          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
919          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
920          */
921         if (anon)
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
923                                 nr_pages);
924         else
925                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
926                                 nr_pages);
927
928         if (PageTransHuge(page))
929                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
930                                 nr_pages);
931
932         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
933         if (nr_pages > 0)
934                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
935         else {
936                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
937                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
938         }
939
940         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
941
942         preempt_enable();
943 }
944
945 unsigned long
946 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
947 {
948         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
949
950         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
951         return mz->lru_size[lru];
952 }
953
954 static unsigned long
955 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
956                         unsigned int lru_mask)
957 {
958         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959         enum lru_list lru;
960         unsigned long ret = 0;
961
962         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
963
964         for_each_lru(lru) {
965                 if (BIT(lru) & lru_mask)
966                         ret += mz->lru_size[lru];
967         }
968         return ret;
969 }
970
971 static unsigned long
972 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
973                         int nid, unsigned int lru_mask)
974 {
975         u64 total = 0;
976         int zid;
977
978         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
979                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
980                                                 nid, zid, lru_mask);
981
982         return total;
983 }
984
985 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
986                         unsigned int lru_mask)
987 {
988         int nid;
989         u64 total = 0;
990
991         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
992                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
993         return total;
994 }
995
996 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
997                                        enum mem_cgroup_events_target target)
998 {
999         unsigned long val, next;
1000
1001         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1002         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1003         /* from time_after() in jiffies.h */
1004         if ((long)next - (long)val < 0) {
1005                 switch (target) {
1006                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1007                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1008                         break;
1009                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1010                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1011                         break;
1012                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1013                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1014                         break;
1015                 default:
1016                         break;
1017                 }
1018                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1019                 return true;
1020         }
1021         return false;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Check events in order.
1026  *
1027  */
1028 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1029 {
1030         preempt_disable();
1031         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1032         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1033                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1034                 bool do_softlimit;
1035                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1036
1037                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1038                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1039 #if MAX_NUMNODES > 1
1040                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1041                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1042 #endif
1043                 preempt_enable();
1044
1045                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1046                 if (unlikely(do_softlimit))
1047                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1048 #if MAX_NUMNODES > 1
1049                 if (unlikely(do_numainfo))
1050                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1051 #endif
1052         } else
1053                 preempt_enable();
1054 }
1055
1056 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1057 {
1058         return mem_cgroup_from_css(
1059                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1060 }
1061
1062 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1063 {
1064         /*
1065          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1066          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1067          * So this can be called with p == NULL.
1068          */
1069         if (unlikely(!p))
1070                 return NULL;
1071
1072         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1073 }
1074
1075 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1076 {
1077         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1078
1079         if (!mm)
1080                 return NULL;
1081         /*
1082          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1083          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1084          * pessimistic (rather than adding locks here).
1085          */
1086         rcu_read_lock();
1087         do {
1088                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1089                 if (unlikely(!memcg))
1090                         break;
1091         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1092         rcu_read_unlock();
1093         return memcg;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1098  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1099  *
1100  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1101  */
1102 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1103                 struct mem_cgroup *last_visited)
1104 {
1105         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1106
1107         /*
1108          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1109          * explicit visit.
1110          */
1111         if (!last_visited)
1112                 return root;
1113
1114         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1115                 : last_visited->css.cgroup;
1116 skip_node:
1117         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1118                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1119
1120         /*
1121          * Even if we found a group we have to make sure it is
1122          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1123          * skipped and we should continue the tree walk.
1124          * last_visited css is safe to use because it is
1125          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1126          */
1127         if (next_cgroup) {
1128                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1129                                 next_cgroup);
1130                 if (css_tryget(&mem->css))
1131                         return mem;
1132                 else {
1133                         prev_cgroup = next_cgroup;
1134                         goto skip_node;
1135                 }
1136         }
1137
1138         return NULL;
1139 }
1140
1141 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1142 {
1143         /*
1144          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1145          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1146          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1147          */
1148         atomic_inc(&root->dead_count);
1149 }
1150
1151 static struct mem_cgroup *
1152 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1153                      struct mem_cgroup *root,
1154                      int *sequence)
1155 {
1156         struct mem_cgroup *position = NULL;
1157         /*
1158          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1159          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1160          *
1161          * If the iterator is valid, we may still race with an
1162          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1163          * released, tryget will fail if we lost the race.
1164          */
1165         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1166         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1167                 smp_rmb();
1168                 position = iter->last_visited;
1169                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1170                         position = NULL;
1171         }
1172         return position;
1173 }
1174
1175 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1176                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1177                                    struct mem_cgroup *new_position,
1178                                    int sequence)
1179 {
1180         if (last_visited)
1181                 css_put(&last_visited->css);
1182         /*
1183          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1184          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1185          * don't lose destruction events in between.  We could have
1186          * raced with the destruction of @new_position after all.
1187          */
1188         iter->last_visited = new_position;
1189         smp_wmb();
1190         iter->last_dead_count = sequence;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1195  * @root: hierarchy root
1196  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1197  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1198  *
1199  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1200  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1201  *
1202  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1203  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1204  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1205  *
1206  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1207  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1208  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1209  */
1210 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1211                                    struct mem_cgroup *prev,
1212                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1213 {
1214         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1215         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1216
1217         if (mem_cgroup_disabled())
1218                 return NULL;
1219
1220         if (!root)
1221                 root = root_mem_cgroup;
1222
1223         if (prev && !reclaim)
1224                 last_visited = prev;
1225
1226         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1227                 if (prev)
1228                         goto out_css_put;
1229                 return root;
1230         }
1231
1232         rcu_read_lock();
1233         while (!memcg) {
1234                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1235                 int uninitialized_var(seq);
1236
1237                 if (reclaim) {
1238                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1239                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1240                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1241
1242                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1243                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1244                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1245                                 iter->last_visited = NULL;
1246                                 goto out_unlock;
1247                         }
1248
1249                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1250                 }
1251
1252                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1253
1254                 if (reclaim) {
1255                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1256
1257                         if (!memcg)
1258                                 iter->generation++;
1259                         else if (!prev && memcg)
1260                                 reclaim->generation = iter->generation;
1261                 }
1262
1263                 if (prev && !memcg)
1264                         goto out_unlock;
1265         }
1266 out_unlock:
1267         rcu_read_unlock();
1268 out_css_put:
1269         if (prev && prev != root)
1270                 css_put(&prev->css);
1271
1272         return memcg;
1273 }
1274
1275 /**
1276  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1277  * @root: hierarchy root
1278  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1279  */
1280 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1281                            struct mem_cgroup *prev)
1282 {
1283         if (!root)
1284                 root = root_mem_cgroup;
1285         if (prev && prev != root)
1286                 css_put(&prev->css);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1291  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1292  * be used for reference counting.
1293  */
1294 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1295         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1296              iter != NULL;                              \
1297              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1298
1299 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1300         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1301              iter != NULL;                              \
1302              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1303
1304 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1305 {
1306         struct mem_cgroup *memcg;
1307
1308         rcu_read_lock();
1309         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1310         if (unlikely(!memcg))
1311                 goto out;
1312
1313         switch (idx) {
1314         case PGFAULT:
1315                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1316                 break;
1317         case PGMAJFAULT:
1318                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1319                 break;
1320         default:
1321                 BUG();
1322         }
1323 out:
1324         rcu_read_unlock();
1325 }
1326 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1327
1328 /**
1329  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1330  * @zone: zone of the wanted lruvec
1331  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1332  *
1333  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1334  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1335  * is disabled.
1336  */
1337 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1338                                       struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1341         struct lruvec *lruvec;
1342
1343         if (mem_cgroup_disabled()) {
1344                 lruvec = &zone->lruvec;
1345                 goto out;
1346         }
1347
1348         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1349         lruvec = &mz->lruvec;
1350 out:
1351         /*
1352          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1353          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1354          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1355          */
1356         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1357                 lruvec->zone = zone;
1358         return lruvec;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1363  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1364  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1365  *
1366  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1367  * 1. charge
1368  * 2. moving account
1369  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1370  * It is added to LRU before charge.
1371  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1372  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1373  */
1374
1375 /**
1376  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1377  * @page: the page
1378  * @zone: zone of the page
1379  */
1380 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1381 {
1382         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1383         struct mem_cgroup *memcg;
1384         struct page_cgroup *pc;
1385         struct lruvec *lruvec;
1386
1387         if (mem_cgroup_disabled()) {
1388                 lruvec = &zone->lruvec;
1389                 goto out;
1390         }
1391
1392         pc = lookup_page_cgroup(page);
1393         memcg = pc->mem_cgroup;
1394
1395         /*
1396          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1397          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1398          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1399          *
1400          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1401          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1402          * of pc->mem_cgroup safe.
1403          */
1404         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1405                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1406
1407         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1408         lruvec = &mz->lruvec;
1409 out:
1410         /*
1411          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1412          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1413          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1414          */
1415         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1416                 lruvec->zone = zone;
1417         return lruvec;
1418 }
1419
1420 /**
1421  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1422  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1423  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1424  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1425  *
1426  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1427  * lru list.
1428  */
1429 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1430                                 int nr_pages)
1431 {
1432         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1433         unsigned long *lru_size;
1434
1435         if (mem_cgroup_disabled())
1436                 return;
1437
1438         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1439         lru_size = mz->lru_size + lru;
1440         *lru_size += nr_pages;
1441         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1446  * hierarchy subtree
1447  */
1448 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1449                                   struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         if (root_memcg == memcg)
1452                 return true;
1453         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1454                 return false;
1455         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1456 }
1457
1458 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1459                                        struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         bool ret;
1462
1463         rcu_read_lock();
1464         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1465         rcu_read_unlock();
1466         return ret;
1467 }
1468
1469 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1470                         const struct mem_cgroup *memcg)
1471 {
1472         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1473         struct task_struct *p;
1474         bool ret;
1475
1476         p = find_lock_task_mm(task);
1477         if (p) {
1478                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1479                 task_unlock(p);
1480         } else {
1481                 /*
1482                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1483                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1484                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1485                  */
1486                 rcu_read_lock();
1487                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1488                 if (curr)
1489                         css_get(&curr->css);
1490                 rcu_read_unlock();
1491         }
1492         if (!curr)
1493                 return false;
1494         /*
1495          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1496          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1497          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1498          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1499          */
1500         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1501         css_put(&curr->css);
1502         return ret;
1503 }
1504
1505 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1506 {
1507         unsigned long inactive_ratio;
1508         unsigned long inactive;
1509         unsigned long active;
1510         unsigned long gb;
1511
1512         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1513         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1514
1515         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1516         if (gb)
1517                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1518         else
1519                 inactive_ratio = 1;
1520
1521         return inactive * inactive_ratio < active;
1522 }
1523
1524 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1525         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1526
1527 /**
1528  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1529  * @memcg: the memory cgroup
1530  *
1531  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1532  * pages.
1533  */
1534 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1535 {
1536         unsigned long long margin;
1537
1538         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1539         if (do_swap_account)
1540                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1541         return margin >> PAGE_SHIFT;
1542 }
1543
1544 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1547
1548         /* root ? */
1549         if (cgrp->parent == NULL)
1550                 return vm_swappiness;
1551
1552         return memcg->swappiness;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1557  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1558  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1559  * rcu_read_lock(), like this:
1560  *
1561  *         CPU-A                                    CPU-B
1562  *                                              rcu_read_lock()
1563  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1564  *                                                   take heavy locks.
1565  *         synchronize_rcu()                    update something.
1566  *                                              rcu_read_unlock()
1567  *         start move here.
1568  */
1569
1570 /* for quick checking without looking up memcg */
1571 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1572
1573 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1574 {
1575         atomic_inc(&memcg_moving);
1576         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1577         synchronize_rcu();
1578 }
1579
1580 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1581 {
1582         /*
1583          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1584          * We check NULL in callee rather than caller.
1585          */
1586         if (memcg) {
1587                 atomic_dec(&memcg_moving);
1588                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1589         }
1590 }
1591
1592 /*
1593  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1594  *
1595  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1596  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1597  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1598  *
1599  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1600  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1601  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1602  */
1603
1604 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1605 {
1606         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1607         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1608 }
1609
1610 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1611 {
1612         struct mem_cgroup *from;
1613         struct mem_cgroup *to;
1614         bool ret = false;
1615         /*
1616          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1617          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1618          */
1619         spin_lock(&mc.lock);
1620         from = mc.from;
1621         to = mc.to;
1622         if (!from)
1623                 goto unlock;
1624
1625         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1626                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1627 unlock:
1628         spin_unlock(&mc.lock);
1629         return ret;
1630 }
1631
1632 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1633 {
1634         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1635                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1636                         DEFINE_WAIT(wait);
1637                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1638                         /* moving charge context might have finished. */
1639                         if (mc.moving_task)
1640                                 schedule();
1641                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1642                         return true;
1643                 }
1644         }
1645         return false;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Take this lock when
1650  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1651  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1652  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1653  */
1654 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1655                                   unsigned long *flags)
1656 {
1657         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1658 }
1659
1660 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1661                                 unsigned long *flags)
1662 {
1663         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1664 }
1665
1666 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1667 /**
1668  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1669  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1670  * @p: Task that is going to be killed
1671  *
1672  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1673  * enabled
1674  */
1675 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1676 {
1677         struct cgroup *task_cgrp;
1678         struct cgroup *mem_cgrp;
1679         /*
1680          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1681          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1682          * If this assumption is broken, revisit this code.
1683          */
1684         static char memcg_name[PATH_MAX];
1685         int ret;
1686         struct mem_cgroup *iter;
1687         unsigned int i;
1688
1689         if (!p)
1690                 return;
1691
1692         rcu_read_lock();
1693
1694         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1695         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1696
1697         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1698         if (ret < 0) {
1699                 /*
1700                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1701                  * But we'll still print out the usage information
1702                  */
1703                 rcu_read_unlock();
1704                 goto done;
1705         }
1706         rcu_read_unlock();
1707
1708         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1709
1710         rcu_read_lock();
1711         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1712         if (ret < 0) {
1713                 rcu_read_unlock();
1714                 goto done;
1715         }
1716         rcu_read_unlock();
1717
1718         /*
1719          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1720          */
1721         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1722 done:
1723
1724         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1725                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1726                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1727                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1728         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1729                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1730                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1731                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1732         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1733                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1734                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1736
1737         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1738                 pr_info("Memory cgroup stats");
1739
1740                 rcu_read_lock();
1741                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1742                 if (!ret)
1743                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1744                 rcu_read_unlock();
1745                 pr_cont(":");
1746
1747                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1748                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1749                                 continue;
1750                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1751                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1752                 }
1753
1754                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1755                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1756                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1757
1758                 pr_cont("\n");
1759         }
1760 }
1761
1762 /*
1763  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1764  * 1(self count) if no children.
1765  */
1766 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         int num = 0;
1769         struct mem_cgroup *iter;
1770
1771         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1772                 num++;
1773         return num;
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1778  */
1779 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1780 {
1781         u64 limit;
1782
1783         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1784
1785         /*
1786          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1787          */
1788         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1789                 u64 memsw;
1790
1791                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1792                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1793
1794                 /*
1795                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1796                  * available to this memcg, return that limit.
1797                  */
1798                 limit = min(limit, memsw);
1799         }
1800
1801         return limit;
1802 }
1803
1804 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1805                                      int order)
1806 {
1807         struct mem_cgroup *iter;
1808         unsigned long chosen_points = 0;
1809         unsigned long totalpages;
1810         unsigned int points = 0;
1811         struct task_struct *chosen = NULL;
1812
1813         /*
1814          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1815          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1816          * quickly exit and free its memory.
1817          */
1818         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1819                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1820                 return;
1821         }
1822
1823         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1824         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1826                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1827                 struct cgroup_iter it;
1828                 struct task_struct *task;
1829
1830                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1831                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1832                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1833                                                         false)) {
1834                         case OOM_SCAN_SELECT:
1835                                 if (chosen)
1836                                         put_task_struct(chosen);
1837                                 chosen = task;
1838                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1839                                 get_task_struct(chosen);
1840                                 /* fall through */
1841                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1842                                 continue;
1843                         case OOM_SCAN_ABORT:
1844                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1845                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1846                                 if (chosen)
1847                                         put_task_struct(chosen);
1848                                 return;
1849                         case OOM_SCAN_OK:
1850                                 break;
1851                         };
1852                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1853                         if (points > chosen_points) {
1854                                 if (chosen)
1855                                         put_task_struct(chosen);
1856                                 chosen = task;
1857                                 chosen_points = points;
1858                                 get_task_struct(chosen);
1859                         }
1860                 }
1861                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1862         }
1863
1864         if (!chosen)
1865                 return;
1866         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1867         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1868                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1869 }
1870
1871 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1872                                         gfp_t gfp_mask,
1873                                         unsigned long flags)
1874 {
1875         unsigned long total = 0;
1876         bool noswap = false;
1877         int loop;
1878
1879         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1880                 noswap = true;
1881         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1882                 noswap = true;
1883
1884         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1885                 if (loop)
1886                         drain_all_stock_async(memcg);
1887                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1888                 /*
1889                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1890                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1891                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1892                  */
1893                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1894                         break;
1895                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1896                         break;
1897                 /*
1898                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1899                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1900                  */
1901                 if (loop && !total)
1902                         break;
1903         }
1904         return total;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1909  * @memcg: the target memcg
1910  * @nid: the node ID to be checked.
1911  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1912  *
1913  * This function returns whether the specified memcg contains any
1914  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1915  * pages in the node.
1916  */
1917 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1918                 int nid, bool noswap)
1919 {
1920         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1921                 return true;
1922         if (noswap || !total_swap_pages)
1923                 return false;
1924         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1925                 return true;
1926         return false;
1927
1928 }
1929 #if MAX_NUMNODES > 1
1930
1931 /*
1932  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1933  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1934  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1935  *
1936  */
1937 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1938 {
1939         int nid;
1940         /*
1941          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1942          * pagein/pageout changes since the last update.
1943          */
1944         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1945                 return;
1946         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1947                 return;
1948
1949         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1950         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1951
1952         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1953
1954                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1955                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1956         }
1957
1958         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1959         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1964  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1965  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1966  *
1967  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1968  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1969  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1970  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1971  *
1972  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1973  */
1974 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1975 {
1976         int node;
1977
1978         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1979         node = memcg->last_scanned_node;
1980
1981         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1982         if (node == MAX_NUMNODES)
1983                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1984         /*
1985          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1986          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1987          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1988          * we use curret node.
1989          */
1990         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1991                 node = numa_node_id();
1992
1993         memcg->last_scanned_node = node;
1994         return node;
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1999  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2000  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2001  * enough new information. We need to do double check.
2002  */
2003 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2004 {
2005         int nid;
2006
2007         /*
2008          * quick check...making use of scan_node.
2009          * We can skip unused nodes.
2010          */
2011         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2012                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2013                      nid < MAX_NUMNODES;
2014                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2015
2016                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2017                                 return true;
2018                 }
2019         }
2020         /*
2021          * Check rest of nodes.
2022          */
2023         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2024                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2025                         continue;
2026                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2027                         return true;
2028         }
2029         return false;
2030 }
2031
2032 #else
2033 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         return 0;
2036 }
2037
2038 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2039 {
2040         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2041 }
2042 #endif
2043
2044 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2045                                    struct zone *zone,
2046                                    gfp_t gfp_mask,
2047                                    unsigned long *total_scanned)
2048 {
2049         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2050         int total = 0;
2051         int loop = 0;
2052         unsigned long excess;
2053         unsigned long nr_scanned;
2054         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2055                 .zone = zone,
2056                 .priority = 0,
2057         };
2058
2059         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2060
2061         while (1) {
2062                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2063                 if (!victim) {
2064                         loop++;
2065                         if (loop >= 2) {
2066                                 /*
2067                                  * If we have not been able to reclaim
2068                                  * anything, it might because there are
2069                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2070                                  */
2071                                 if (!total)
2072                                         break;
2073                                 /*
2074                                  * We want to do more targeted reclaim.
2075                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2076                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2077                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2078                                  */
2079                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2080                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2081                                         break;
2082                         }
2083                         continue;
2084                 }
2085                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2086                         continue;
2087                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2088                                                      zone, &nr_scanned);
2089                 *total_scanned += nr_scanned;
2090                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2091                         break;
2092         }
2093         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2094         return total;
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2099  * If someone is running, return false.
2100  * Has to be called with memcg_oom_lock
2101  */
2102 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2103 {
2104         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2105
2106         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2107                 if (iter->oom_lock) {
2108                         /*
2109                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2110                          * so we cannot give a lock.
2111                          */
2112                         failed = iter;
2113                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2114                         break;
2115                 } else
2116                         iter->oom_lock = true;
2117         }
2118
2119         if (!failed)
2120                 return true;
2121
2122         /*
2123          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2124          * what we set up to the failing subtree
2125          */
2126         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2127                 if (iter == failed) {
2128                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2129                         break;
2130                 }
2131                 iter->oom_lock = false;
2132         }
2133         return false;
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Has to be called with memcg_oom_lock
2138  */
2139 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2140 {
2141         struct mem_cgroup *iter;
2142
2143         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2144                 iter->oom_lock = false;
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2149 {
2150         struct mem_cgroup *iter;
2151
2152         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2153                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2154 }
2155
2156 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2157 {
2158         struct mem_cgroup *iter;
2159
2160         /*
2161          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2162          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2163          * atomic_add_unless() here.
2164          */
2165         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2166                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2167 }
2168
2169 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2170 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2171
2172 struct oom_wait_info {
2173         struct mem_cgroup *memcg;
2174         wait_queue_t    wait;
2175 };
2176
2177 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2178         unsigned mode, int sync, void *arg)
2179 {
2180         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2181         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2182         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2183
2184         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2185         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2186
2187         /*
2188          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2189          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2190          */
2191         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2192                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2193                 return 0;
2194         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2195 }
2196
2197 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2198 {
2199         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2200         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2201 }
2202
2203 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2204 {
2205         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2206                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2211  */
2212 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2213                                   int order)
2214 {
2215         struct oom_wait_info owait;
2216         bool locked, need_to_kill;
2217
2218         owait.memcg = memcg;
2219         owait.wait.flags = 0;
2220         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2221         owait.wait.private = current;
2222         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2223         need_to_kill = true;
2224         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2225
2226         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2227         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2228         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2229         /*
2230          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2231          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2232          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2233          */
2234         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2235         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2236                 need_to_kill = false;
2237         if (locked)
2238                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2239         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2240
2241         if (need_to_kill) {
2242                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2243                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2244         } else {
2245                 schedule();
2246                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2247         }
2248         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2249         if (locked)
2250                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2251         memcg_wakeup_oom(memcg);
2252         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2253
2254         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2255
2256         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2257                 return false;
2258         /* Give chance to dying process */
2259         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2260         return true;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2265  * generalized to update other statistics as well.
2266  *
2267  * Notes: Race condition
2268  *
2269  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2270  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2271  * to do so _always_.
2272  *
2273  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2274  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2275  * are no race with "charge".
2276  *
2277  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2278  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2279  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2280  * by flags.
2281  *
2282  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2283  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2284  * If there is, we take a lock.
2285  */
2286
2287 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2288                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2289 {
2290         struct mem_cgroup *memcg;
2291         struct page_cgroup *pc;
2292
2293         pc = lookup_page_cgroup(page);
2294 again:
2295         memcg = pc->mem_cgroup;
2296         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2297                 return;
2298         /*
2299          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2300          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2301          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2302          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2303          */
2304         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2305                 return;
2306
2307         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2308         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2309                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2310                 goto again;
2311         }
2312         *locked = true;
2313 }
2314
2315 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2316 {
2317         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2318
2319         /*
2320          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2321          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2322          * should take move_lock_mem_cgroup().
2323          */
2324         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2325 }
2326
2327 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2328                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2329 {
2330         struct mem_cgroup *memcg;
2331         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2332         unsigned long uninitialized_var(flags);
2333
2334         if (mem_cgroup_disabled())
2335                 return;
2336
2337         memcg = pc->mem_cgroup;
2338         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2339                 return;
2340
2341         switch (idx) {
2342         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2343                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2344                 break;
2345         default:
2346                 BUG();
2347         }
2348
2349         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2354  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2355  */
2356 #define CHARGE_BATCH    32U
2357 struct memcg_stock_pcp {
2358         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2359         unsigned int nr_pages;
2360         struct work_struct work;
2361         unsigned long flags;
2362 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2363 };
2364 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2365 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2366
2367 /**
2368  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2369  * @memcg: memcg to consume from.
2370  * @nr_pages: how many pages to charge.
2371  *
2372  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2373  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2374  * service an allocation will refill the stock.
2375  *
2376  * returns true if successful, false otherwise.
2377  */
2378 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2379 {
2380         struct memcg_stock_pcp *stock;
2381         bool ret = true;
2382
2383         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2384                 return false;
2385
2386         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2387         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2388                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2389         else /* need to call res_counter_charge */
2390                 ret = false;
2391         put_cpu_var(memcg_stock);
2392         return ret;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2397  */
2398 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2399 {
2400         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2401
2402         if (stock->nr_pages) {
2403                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2404
2405                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2406                 if (do_swap_account)
2407                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2408                 stock->nr_pages = 0;
2409         }
2410         stock->cached = NULL;
2411 }
2412
2413 /*
2414  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2415  * a thread which is pinned to local cpu.
2416  */
2417 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2418 {
2419         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2420         drain_stock(stock);
2421         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2422 }
2423
2424 static void __init memcg_stock_init(void)
2425 {
2426         int cpu;
2427
2428         for_each_possible_cpu(cpu) {
2429                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2430                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2431                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2432         }
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2437  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2438  */
2439 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2440 {
2441         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2442
2443         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2444                 drain_stock(stock);
2445                 stock->cached = memcg;
2446         }
2447         stock->nr_pages += nr_pages;
2448         put_cpu_var(memcg_stock);
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2453  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2454  * until the work is done.
2455  */
2456 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2457 {
2458         int cpu, curcpu;
2459
2460         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2461         get_online_cpus();
2462         curcpu = get_cpu();
2463         for_each_online_cpu(cpu) {
2464                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2465                 struct mem_cgroup *memcg;
2466
2467                 memcg = stock->cached;
2468                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2469                         continue;
2470                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2471                         continue;
2472                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2473                         if (cpu == curcpu)
2474                                 drain_local_stock(&stock->work);
2475                         else
2476                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2477                 }
2478         }
2479         put_cpu();
2480
2481         if (!sync)
2482                 goto out;
2483
2484         for_each_online_cpu(cpu) {
2485                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2486                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2487                         flush_work(&stock->work);
2488         }
2489 out:
2490         put_online_cpus();
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2495  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2496  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2497  * it.
2498  */
2499 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2500 {
2501         /*
2502          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2503          */
2504         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2505                 return;
2506         drain_all_stock(root_memcg, false);
2507         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2508 }
2509
2510 /* This is a synchronous drain interface. */
2511 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2512 {
2513         /* called when force_empty is called */
2514         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2515         drain_all_stock(root_memcg, true);
2516         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2521  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2522  */
2523 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2524 {
2525         int i;
2526
2527         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2528         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2529                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2530
2531                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2532                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2533         }
2534         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2535                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2536
2537                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2538                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2539         }
2540         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2541 }
2542
2543 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2544                                         unsigned long action,
2545                                         void *hcpu)
2546 {
2547         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2548         struct memcg_stock_pcp *stock;
2549         struct mem_cgroup *iter;
2550
2551         if (action == CPU_ONLINE)
2552                 return NOTIFY_OK;
2553
2554         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2555                 return NOTIFY_OK;
2556
2557         for_each_mem_cgroup(iter)
2558                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2559
2560         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2561         drain_stock(stock);
2562         return NOTIFY_OK;
2563 }
2564
2565
2566 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2567 enum {
2568         CHARGE_OK,              /* success */
2569         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2570         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2571         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2572         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2573 };
2574
2575 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2576                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2577                                 bool oom_check)
2578 {
2579         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2580         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2581         struct res_counter *fail_res;
2582         unsigned long flags = 0;
2583         int ret;
2584
2585         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2586
2587         if (likely(!ret)) {
2588                 if (!do_swap_account)
2589                         return CHARGE_OK;
2590                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2591                 if (likely(!ret))
2592                         return CHARGE_OK;
2593
2594                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2595                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2596                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2597         } else
2598                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2599         /*
2600          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2601          * single page instead.
2602          */
2603         if (nr_pages > min_pages)
2604                 return CHARGE_RETRY;
2605
2606         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2607                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2608
2609         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2610                 return CHARGE_NOMEM;
2611
2612         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2613         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2614                 return CHARGE_RETRY;
2615         /*
2616          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2617          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2618          * before killing the task.
2619          *
2620          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2621          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2622          * to regular pages anyway in case of failure.
2623          */
2624         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2625                 return CHARGE_RETRY;
2626
2627         /*
2628          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2629          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2630          */
2631         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2632                 return CHARGE_RETRY;
2633
2634         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2635         if (!oom_check)
2636                 return CHARGE_NOMEM;
2637         /* check OOM */
2638         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2639                 return CHARGE_OOM_DIE;
2640
2641         return CHARGE_RETRY;
2642 }
2643
2644 /*
2645  * __mem_cgroup_try_charge() does
2646  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2647  * 2. update res_counter
2648  * 3. call memory reclaim if necessary.
2649  *
2650  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2651  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2652  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2653  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2654  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2655  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2656  *
2657  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2658  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2659  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2660  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2661  *
2662  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2663  * the oom-killer can be invoked.
2664  */
2665 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2666                                    gfp_t gfp_mask,
2667                                    unsigned int nr_pages,
2668                                    struct mem_cgroup **ptr,
2669                                    bool oom)
2670 {
2671         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2672         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2673         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2674         int ret;
2675
2676         /*
2677          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2678          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2679          * MEMDIE process.
2680          */
2681         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2682                      || fatal_signal_pending(current)))
2683                 goto bypass;
2684
2685         /*
2686          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2687          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2688          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2689          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2690          */
2691         if (!*ptr && !mm)
2692                 *ptr = root_mem_cgroup;
2693 again:
2694         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2695                 memcg = *ptr;
2696                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2697                         goto done;
2698                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2699                         goto done;
2700                 css_get(&memcg->css);
2701         } else {
2702                 struct task_struct *p;
2703
2704                 rcu_read_lock();
2705                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2706                 /*
2707                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2708                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2709                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2710                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2711                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2712                  * small race, here.
2713                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2714                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2715                  */
2716                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2717                 if (!memcg)
2718                         memcg = root_mem_cgroup;
2719                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2720                         rcu_read_unlock();
2721                         goto done;
2722                 }
2723                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2724                         /*
2725                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2726                          * But considering how consume_stok works, it's not
2727                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2728                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2729                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2730                          * calling consume_stock().
2731                          */
2732                         rcu_read_unlock();
2733                         goto done;
2734                 }
2735                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2736                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2737                         rcu_read_unlock();
2738                         goto again;
2739                 }
2740                 rcu_read_unlock();
2741         }
2742
2743         do {
2744                 bool oom_check;
2745
2746                 /* If killed, bypass charge */
2747                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2748                         css_put(&memcg->css);
2749                         goto bypass;
2750                 }
2751
2752                 oom_check = false;
2753                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2754                         oom_check = true;
2755                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2756                 }
2757
2758                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2759                     oom_check);
2760                 switch (ret) {
2761                 case CHARGE_OK:
2762                         break;
2763                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2764                         batch = nr_pages;
2765                         css_put(&memcg->css);
2766                         memcg = NULL;
2767                         goto again;
2768                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2769                         css_put(&memcg->css);
2770                         goto nomem;
2771                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2772                         if (!oom) {
2773                                 css_put(&memcg->css);
2774                                 goto nomem;
2775                         }
2776                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2777                         nr_oom_retries--;
2778                         break;
2779                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2780                         css_put(&memcg->css);
2781                         goto bypass;
2782                 }
2783         } while (ret != CHARGE_OK);
2784
2785         if (batch > nr_pages)
2786                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2787         css_put(&memcg->css);
2788 done:
2789         *ptr = memcg;
2790         return 0;
2791 nomem:
2792         *ptr = NULL;
2793         return -ENOMEM;
2794 bypass:
2795         *ptr = root_mem_cgroup;
2796         return -EINTR;
2797 }
2798
2799 /*
2800  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2801  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2802  * gotten by try_charge().
2803  */
2804 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2805                                        unsigned int nr_pages)
2806 {
2807         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2808                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2809
2810                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2811                 if (do_swap_account)
2812                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2813         }
2814 }
2815
2816 /*
2817  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2818  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2819  */
2820 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2821                                         unsigned int nr_pages)
2822 {
2823         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2824
2825         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2826                 return;
2827
2828         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2829         if (do_swap_account)
2830                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2831                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2832 }
2833
2834 /*
2835  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2836  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2837  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2838  * called against removed memcg.)
2839  */
2840 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2841 {
2842         struct cgroup_subsys_state *css;
2843
2844         /* ID 0 is unused ID */
2845         if (!id)
2846                 return NULL;
2847         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2848         if (!css)
2849                 return NULL;
2850         return mem_cgroup_from_css(css);
2851 }
2852
2853 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2854 {
2855         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2856         struct page_cgroup *pc;
2857         unsigned short id;
2858         swp_entry_t ent;
2859
2860         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2861
2862         pc = lookup_page_cgroup(page);
2863         lock_page_cgroup(pc);
2864         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2865                 memcg = pc->mem_cgroup;
2866                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2867                         memcg = NULL;
2868         } else if (PageSwapCache(page)) {
2869                 ent.val = page_private(page);
2870                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2871                 rcu_read_lock();
2872                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2873                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2874                         memcg = NULL;
2875                 rcu_read_unlock();
2876         }
2877         unlock_page_cgroup(pc);
2878         return memcg;
2879 }
2880
2881 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2882                                        struct page *page,
2883                                        unsigned int nr_pages,
2884                                        enum charge_type ctype,
2885                                        bool lrucare)
2886 {
2887         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2888         struct zone *uninitialized_var(zone);
2889         struct lruvec *lruvec;
2890         bool was_on_lru = false;
2891         bool anon;
2892
2893         lock_page_cgroup(pc);
2894         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2895         /*
2896          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2897          * accessed by any other context at this point.
2898          */
2899
2900         /*
2901          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2902          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2903          */
2904         if (lrucare) {
2905                 zone = page_zone(page);
2906                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2907                 if (PageLRU(page)) {
2908                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2909                         ClearPageLRU(page);
2910                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2911                         was_on_lru = true;
2912                 }
2913         }
2914
2915         pc->mem_cgroup = memcg;
2916         /*
2917          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2918          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2919          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2920          * before USED bit, we need memory barrier here.
2921          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2922          */
2923         smp_wmb();
2924         SetPageCgroupUsed(pc);
2925
2926         if (lrucare) {
2927                 if (was_on_lru) {
2928                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2929                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2930                         SetPageLRU(page);
2931                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2932                 }
2933                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2934         }
2935
2936         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2937                 anon = true;
2938         else
2939                 anon = false;
2940
2941         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2942         unlock_page_cgroup(pc);
2943
2944         /*
2945          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2946          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2947          * if they exceeds softlimit.
2948          */
2949         memcg_check_events(memcg, page);
2950 }
2951
2952 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2953
2954 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2955 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2956 {
2957         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2958                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2959 }
2960
2961 /*
2962  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2963  * in the memcg_cache_params struct.
2964  */
2965 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2966 {
2967         struct kmem_cache *cachep;
2968
2969         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2970         cachep = p->root_cache;
2971         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2972 }
2973
2974 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2975 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2976                                         struct seq_file *m)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2979         struct memcg_cache_params *params;
2980
2981         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2982                 return -EIO;
2983
2984         print_slabinfo_header(m);
2985
2986         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2987         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2988                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2989         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2990
2991         return 0;
2992 }
2993 #endif
2994
2995 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2996 {
2997         struct res_counter *fail_res;
2998         struct mem_cgroup *_memcg;
2999         int ret = 0;
3000         bool may_oom;
3001
3002         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3003         if (ret)
3004                 return ret;
3005
3006         /*
3007          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
3008          * the same conditions tested by the core page allocator
3009          */
3010         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3011
3012         _memcg = memcg;
3013         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3014                                       &_memcg, may_oom);
3015
3016         if (ret == -EINTR)  {
3017                 /*
3018                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3019                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3020                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3021                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3022                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3023                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3024                  * our minds.
3025                  *
3026                  * This condition will only trigger if the task entered
3027                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3028                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3029                  * dying when the allocation triggers should have been already
3030                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3031                  */
3032                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3033                 if (do_swap_account)
3034                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3035                                                   &fail_res);
3036                 ret = 0;
3037         } else if (ret)
3038                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3039
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3044 {
3045         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3046         if (do_swap_account)
3047                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3048
3049         /* Not down to 0 */
3050         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3051                 return;
3052
3053         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3054                 mem_cgroup_put(memcg);
3055 }
3056
3057 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3058 {
3059         if (!memcg)
3060                 return;
3061
3062         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3063         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3064         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3065 }
3066
3067 /*
3068  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3069  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3070  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3071  */
3072 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3073 {
3074         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3075 }
3076
3077 /*
3078  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3079  * operation, because that is its main call site.
3080  *
3081  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3082  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3083  */
3084 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3085 {
3086         int num, ret;
3087
3088         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3089                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3090         if (num < 0)
3091                 return num;
3092         /*
3093          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3094          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3095          * guarantees only one process will set the following boolean
3096          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3097          * by the set_limit_mutex anyway.
3098          */
3099         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3100
3101         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3102         if (ret) {
3103                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3104                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3105                 return ret;
3106         }
3107
3108         memcg->kmemcg_id = num;
3109         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3110         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3111         return 0;
3112 }
3113
3114 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3115 {
3116         ssize_t size;
3117         if (num_groups <= 0)
3118                 return 0;
3119
3120         size = 2 * num_groups;
3121         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3122                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3123         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3124                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3125
3126         return size;
3127 }
3128
3129 /*
3130  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3131  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3132  * calling this.
3133  */
3134 void memcg_update_array_size(int num)
3135 {
3136         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3137                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3138 }
3139
3140 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3141
3142 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3143 {
3144         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3145
3146         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3147
3148         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3149                 int i;
3150                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3151
3152                 size *= sizeof(void *);
3153                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3154
3155                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3156                 if (!s->memcg_params) {
3157                         s->memcg_params = cur_params;
3158                         return -ENOMEM;
3159                 }
3160
3161                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3162
3163                 /*
3164                  * There is the chance it will be bigger than
3165                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3166                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3167                  * have a bigger array.
3168                  *
3169                  * But if that is the case, the data after
3170                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3171                  */
3172                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3173                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3174                                 continue;
3175                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3176                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3177                 }
3178
3179                 /*
3180                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3181                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3182                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3183                  *
3184                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3185                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3186                  * anyway.
3187                  */
3188                 kfree(cur_params);
3189         }
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3194                          struct kmem_cache *root_cache)
3195 {
3196         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3197
3198         if (!memcg_kmem_enabled())
3199                 return 0;
3200
3201         if (!memcg)
3202                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3203
3204         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3205         if (!s->memcg_params)
3206                 return -ENOMEM;
3207
3208         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3209                         kmem_cache_destroy_work_func);
3210         if (memcg) {
3211                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3212                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3213         } else
3214                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3215
3216         return 0;
3217 }
3218
3219 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3220 {
3221         struct kmem_cache *root;
3222         struct mem_cgroup *memcg;
3223         int id;
3224
3225         /*
3226          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3227          * add any memcg.
3228          */
3229         if (!s->memcg_params)
3230                 return;
3231
3232         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3233                 goto out;
3234
3235         memcg = s->memcg_params->memcg;
3236         id  = memcg_cache_id(memcg);
3237
3238         root = s->memcg_params->root_cache;
3239         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3240
3241         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3242         list_del(&s->memcg_params->list);
3243         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3244
3245         mem_cgroup_put(memcg);
3246 out:
3247         kfree(s->memcg_params);
3248 }
3249
3250 /*
3251  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3252  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3253  * enqueing new caches to be created.
3254  *
3255  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3256  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3257  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3258  * objects during debug.
3259  *
3260  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3261  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3262  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3263  * cache again, failing at the same point.
3264  *
3265  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3266  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3267  * inside the following two functions.
3268  */
3269 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3270 {
3271         VM_BUG_ON(!current->mm);
3272         current->memcg_kmem_skip_account++;
3273 }
3274
3275 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3276 {
3277         VM_BUG_ON(!current->mm);
3278         current->memcg_kmem_skip_account--;
3279 }
3280
3281 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3282 {
3283         struct kmem_cache *cachep;
3284         struct memcg_cache_params *p;
3285
3286         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3287
3288         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3289
3290         /*
3291          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3292          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3293          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3294          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3295          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3296          *
3297          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3298          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3299          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3300          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3301          * destroy it.
3302          *
3303          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3304          * again
3305          */
3306         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3307                 kmem_cache_shrink(cachep);
3308                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3309                         return;
3310         } else
3311                 kmem_cache_destroy(cachep);
3312 }
3313
3314 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3315 {
3316         if (!cachep->memcg_params->dead)
3317                 return;
3318
3319         /*
3320          * There are many ways in which we can get here.
3321          *
3322          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3323          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3324          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3325          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3326          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3327          *
3328          * But we can also get here from the worker itself, if
3329          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3330          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3331          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3332          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3333          *
3334          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3335          * running if there is already work pending
3336          */
3337         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3338                 return;
3339         /*
3340          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3341          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3342          */
3343         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3344 }
3345
3346 /*
3347  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3348  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3349  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3350  *
3351  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3352  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3353  */
3354 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3355
3356 /*
3357  * Called with memcg_cache_mutex held
3358  */
3359 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3360                                          struct kmem_cache *s)
3361 {
3362         struct kmem_cache *new;
3363         static char *tmp_name = NULL;
3364
3365         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3366
3367         /*
3368          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3369          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3370          * This static temporary buffer is used to prevent from
3371          * pointless shortliving allocation.
3372          */
3373         if (!tmp_name) {
3374                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3375                 if (!tmp_name)
3376                         return NULL;
3377         }
3378
3379         rcu_read_lock();
3380         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3381                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3382         rcu_read_unlock();
3383
3384         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3385                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3386
3387         if (new)
3388                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3389
3390         return new;
3391 }
3392
3393 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3394                                                   struct kmem_cache *cachep)
3395 {
3396         struct kmem_cache *new_cachep;
3397         int idx;
3398
3399         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3400
3401         idx = memcg_cache_id(memcg);
3402
3403         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3404         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3405         if (new_cachep)
3406                 goto out;
3407
3408         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3409         if (new_cachep == NULL) {
3410                 new_cachep = cachep;
3411                 goto out;
3412         }
3413
3414         mem_cgroup_get(memcg);
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         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3503         css_put(&cw->memcg->css);
3504         kfree(cw);
3505 }
3506
3507 /*
3508  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3509  */
3510 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3511                                          struct kmem_cache *cachep)
3512 {
3513         struct create_work *cw;
3514
3515         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3516         if (cw == NULL) {
3517                 css_put(&memcg->css);
3518                 return;
3519         }
3520
3521         cw->memcg = memcg;
3522         cw->cachep = cachep;
3523
3524         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3525         schedule_work(&cw->work);
3526 }
3527
3528 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3529                                        struct kmem_cache *cachep)
3530 {
3531         /*
3532          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3533          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3534          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3535          *
3536          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3537          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3538          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3539          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3540          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3541          */
3542         memcg_stop_kmem_account();
3543         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3544         memcg_resume_kmem_account();
3545 }
3546 /*
3547  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3548  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3549  *
3550  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3551  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3552  * in a workqueue.
3553  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3554  * the original cache.
3555  *
3556  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3557  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3558  */
3559 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3560                                           gfp_t gfp)
3561 {
3562         struct mem_cgroup *memcg;
3563         int idx;
3564
3565         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3566         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3567
3568         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3569                 return cachep;
3570
3571         rcu_read_lock();
3572         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3573
3574         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3575                 goto out;
3576
3577         idx = memcg_cache_id(memcg);
3578
3579         /*
3580          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3581          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3582          */
3583         read_barrier_depends();
3584         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3585                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3586                 goto out;
3587         }
3588
3589         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3590         if (!css_tryget(&memcg->css))
3591                 goto out;
3592         rcu_read_unlock();
3593
3594         /*
3595          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3596          * context), we could be be predictable and return right away.
3597          * This would guarantee that the allocation being performed
3598          * already belongs in the new cache.
3599          *
3600          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3601          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3602          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3603          * with the slab_mutex held.
3604          *
3605          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3606          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3607          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3608          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3609          * better to defer everything.
3610          */
3611         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3612         return cachep;
3613 out:
3614         rcu_read_unlock();
3615         return cachep;
3616 }
3617 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3618
3619 /*
3620  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3621  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3622  * need a further commit step to do the final arrangements.
3623  *
3624  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3625  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3626  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3627  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3628  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3629  * the compiled-out case as well.
3630  *
3631  * Returning true means the allocation is possible.
3632  */
3633 bool
3634 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3635 {
3636         struct mem_cgroup *memcg;
3637         int ret;
3638
3639         *_memcg = NULL;
3640
3641         /*
3642          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3643          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3644          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3645          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3646          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3647          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3648          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3649          *
3650          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3651          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3652          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3653          * the SLUB allocator:
3654          *
3655          *      memcg_stop_kmem_account();
3656          *      kmalloc(<large_number>)
3657          *      memcg_resume_kmem_account();
3658          *
3659          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3660          * since it will drive us directly to this function without passing
3661          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3662          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3663          * cache arrays. We bring this test here.
3664          */
3665         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3666                 return true;
3667
3668         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3669
3670         /*
3671          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3672          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3673          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3674          */
3675         if (unlikely(!memcg))
3676                 return true;
3677
3678         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3679                 css_put(&memcg->css);
3680                 return true;
3681         }
3682
3683         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3684         if (!ret)
3685                 *_memcg = memcg;
3686
3687         css_put(&memcg->css);
3688         return (ret == 0);
3689 }
3690
3691 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3692                               int order)
3693 {
3694         struct page_cgroup *pc;
3695
3696         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3697
3698         /* The page allocation failed. Revert */
3699         if (!page) {
3700                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3701                 return;
3702         }
3703
3704         pc = lookup_page_cgroup(page);
3705         lock_page_cgroup(pc);
3706         pc->mem_cgroup = memcg;
3707         SetPageCgroupUsed(pc);
3708         unlock_page_cgroup(pc);
3709 }
3710
3711 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3712 {
3713         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3714         struct page_cgroup *pc;
3715
3716
3717         pc = lookup_page_cgroup(page);
3718         /*
3719          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3720          * check again after locking.
3721          */
3722         if (!PageCgroupUsed(pc))
3723                 return;
3724
3725         lock_page_cgroup(pc);
3726         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3727                 memcg = pc->mem_cgroup;
3728                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3729         }
3730         unlock_page_cgroup(pc);
3731
3732         /*
3733          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3734          * is a valid allocation
3735          */
3736         if (!memcg)
3737                 return;
3738
3739         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3740         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3741 }
3742 #else
3743 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3744 {
3745 }
3746 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3747
3748 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3749
3750 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3751 /*
3752  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3753  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3754  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3755  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3756  */
3757 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3758 {
3759         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3760         struct page_cgroup *pc;
3761         struct mem_cgroup *memcg;
3762         int i;
3763
3764         if (mem_cgroup_disabled())
3765                 return;
3766
3767         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3768         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3769                 pc = head_pc + i;
3770                 pc->mem_cgroup = memcg;
3771                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3772                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3773         }
3774         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3775                        HPAGE_PMD_NR);
3776 }
3777 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3778
3779 /**
3780  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3781  * @page: the page
3782  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3783  * @pc: page_cgroup of the page.
3784  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3785  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3786  *
3787  * The caller must confirm following.
3788  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3789  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3790  *
3791  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3792  * from old cgroup.
3793  */
3794 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3795                                    unsigned int nr_pages,
3796                                    struct page_cgroup *pc,
3797                                    struct mem_cgroup *from,
3798                                    struct mem_cgroup *to)
3799 {
3800         unsigned long flags;
3801         int ret;
3802         bool anon = PageAnon(page);
3803
3804         VM_BUG_ON(from == to);
3805         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3806         /*
3807          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3808          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3809          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3810          * hold it.
3811          */
3812         ret = -EBUSY;
3813         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3814                 goto out;
3815
3816         lock_page_cgroup(pc);
3817
3818         ret = -EINVAL;
3819         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3820                 goto unlock;
3821
3822         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3823
3824         if (!anon && page_mapped(page)) {
3825                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3826                 preempt_disable();
3827                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3828                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3829                 preempt_enable();
3830         }
3831         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3832
3833         /* caller should have done css_get */
3834         pc->mem_cgroup = to;
3835         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3836         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3837         ret = 0;
3838 unlock:
3839         unlock_page_cgroup(pc);
3840         /*
3841          * check events
3842          */
3843         memcg_check_events(to, page);
3844         memcg_check_events(from, page);
3845 out:
3846         return ret;
3847 }
3848
3849 /**
3850  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3851  * @page: the page to move
3852  * @pc: page_cgroup of the page
3853  * @child: page's cgroup
3854  *
3855  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3856  * parent (aka use_hierarchy==0).
3857  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3858  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3859  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3860  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3861  * on the next attempt and the call should be retried later.
3862  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3863  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3864  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3865  * LRU or vanish.
3866  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3867  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3868  * disappear in the next attempt.
3869  */
3870 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3871                                   struct page_cgroup *pc,
3872                                   struct mem_cgroup *child)
3873 {
3874         struct mem_cgroup *parent;
3875         unsigned int nr_pages;
3876         unsigned long uninitialized_var(flags);
3877         int ret;
3878
3879         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3880
3881         ret = -EBUSY;
3882         if (!get_page_unless_zero(page))
3883                 goto out;
3884         if (isolate_lru_page(page))
3885                 goto put;
3886
3887         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3888
3889         parent = parent_mem_cgroup(child);
3890         /*
3891          * If no parent, move charges to root cgroup.
3892          */
3893         if (!parent)
3894                 parent = root_mem_cgroup;
3895
3896         if (nr_pages > 1) {
3897                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3898                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3899         }
3900
3901         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3902                                 pc, child, parent);
3903         if (!ret)
3904                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3905
3906         if (nr_pages > 1)
3907                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3908         putback_lru_page(page);
3909 put:
3910         put_page(page);
3911 out:
3912         return ret;
3913 }
3914
3915 /*
3916  * Charge the memory controller for page usage.
3917  * Return
3918  * 0 if the charge was successful
3919  * < 0 if the cgroup is over its limit
3920  */
3921 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3922                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3923 {
3924         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3925         unsigned int nr_pages = 1;
3926         bool oom = true;
3927         int ret;
3928
3929         if (PageTransHuge(page)) {
3930                 nr_pages <<= compound_order(page);
3931                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3932                 /*
3933                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3934                  * fault handler will fall back to regular pages.
3935                  */
3936                 oom = false;
3937         }
3938
3939         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3940         if (ret == -ENOMEM)
3941                 return ret;
3942         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3943         return 0;
3944 }
3945
3946 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3947                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3948 {
3949         if (mem_cgroup_disabled())
3950                 return 0;
3951         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3952         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3953         VM_BUG_ON(!mm);
3954         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3955                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3956 }
3957
3958 /*
3959  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3960  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3961  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3962  * "commit()" or removed by "cancel()"
3963  */
3964 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3965                                           struct page *page,
3966                                           gfp_t mask,
3967                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3968 {
3969         struct mem_cgroup *memcg;
3970         struct page_cgroup *pc;
3971         int ret;
3972
3973         pc = lookup_page_cgroup(page);
3974         /*
3975          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3976          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3977          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3978          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3979          * in turn serializes uncharging.
3980          */
3981         if (PageCgroupUsed(pc))
3982                 return 0;
3983         if (!do_swap_account)
3984                 goto charge_cur_mm;
3985         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3986         if (!memcg)
3987                 goto charge_cur_mm;
3988         *memcgp = memcg;
3989         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3990         css_put(&memcg->css);
3991         if (ret == -EINTR)
3992                 ret = 0;
3993         return ret;
3994 charge_cur_mm:
3995         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3996         if (ret == -EINTR)
3997                 ret = 0;
3998         return ret;
3999 }
4000
4001 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4002                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4003 {
4004         *memcgp = NULL;
4005         if (mem_cgroup_disabled())
4006                 return 0;
4007         /*
4008          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4009          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4010          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4011          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4012          */
4013         if (!PageSwapCache(page)) {
4014                 int ret;
4015
4016                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4017                 if (ret == -EINTR)
4018                         ret = 0;
4019                 return ret;
4020         }
4021         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4022 }
4023
4024 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4025 {
4026         if (mem_cgroup_disabled())
4027                 return;
4028         if (!memcg)
4029                 return;
4030         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4031 }
4032
4033 static void
4034 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4035                                         enum charge_type ctype)
4036 {
4037         if (mem_cgroup_disabled())
4038                 return;
4039         if (!memcg)
4040                 return;
4041
4042         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4043         /*
4044          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4045          * counted both as mem and swap....double count.
4046          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4047          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4048          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4049          */
4050         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4051                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4052                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4053         }
4054 }
4055
4056 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4057                                      struct mem_cgroup *memcg)
4058 {
4059         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4060                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4061 }
4062
4063 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4064                                 gfp_t gfp_mask)
4065 {
4066         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4067         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4068         int ret;
4069
4070         if (mem_cgroup_disabled())
4071                 return 0;
4072         if (PageCompound(page))
4073                 return 0;
4074
4075         if (!PageSwapCache(page))
4076                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4077         else { /* page is swapcache/shmem */
4078                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4079                                                      gfp_mask, &memcg);
4080                 if (!ret)
4081                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4082         }
4083         return ret;
4084 }
4085
4086 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4087                                    unsigned int nr_pages,
4088                                    const enum charge_type ctype)
4089 {
4090         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4091         bool uncharge_memsw = true;
4092
4093         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4094         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4095                 uncharge_memsw = false;
4096
4097         batch = &current->memcg_batch;
4098         /*
4099          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4100          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4101          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4102          */
4103         if (!batch->memcg)
4104                 batch->memcg = memcg;
4105         /*
4106          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4107          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4108          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4109          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4110          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4111          */
4112
4113         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4114                 goto direct_uncharge;
4115
4116         if (nr_pages > 1)
4117                 goto direct_uncharge;
4118
4119         /*
4120          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4121          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4122          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4123          */
4124         if (batch->memcg != memcg)
4125                 goto direct_uncharge;
4126         /* remember freed charge and uncharge it later */
4127         batch->nr_pages++;
4128         if (uncharge_memsw)
4129                 batch->memsw_nr_pages++;
4130         return;
4131 direct_uncharge:
4132         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4133         if (uncharge_memsw)
4134                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4135         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4136                 memcg_oom_recover(memcg);
4137 }
4138
4139 /*
4140  * uncharge if !page_mapped(page)
4141  */
4142 static struct mem_cgroup *
4143 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4144                              bool end_migration)
4145 {
4146         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4147         unsigned int nr_pages = 1;
4148         struct page_cgroup *pc;
4149         bool anon;
4150
4151         if (mem_cgroup_disabled())
4152                 return NULL;
4153
4154         if (PageTransHuge(page)) {
4155                 nr_pages <<= compound_order(page);
4156                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4157         }
4158         /*
4159          * Check if our page_cgroup is valid
4160          */
4161         pc = lookup_page_cgroup(page);
4162         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4163                 return NULL;
4164
4165         lock_page_cgroup(pc);
4166
4167         memcg = pc->mem_cgroup;
4168
4169         if (!PageCgroupUsed(pc))
4170                 goto unlock_out;
4171
4172         anon = PageAnon(page);
4173
4174         switch (ctype) {
4175         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4176                 /*
4177                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4178                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4179                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4180                  */
4181                 anon = true;
4182                 /* fallthrough */
4183         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4184                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4185                 if (page_mapped(page))
4186                         goto unlock_out;
4187                 /*
4188                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4189                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4190                  * unused post-migration page and so it has to call
4191                  * here with the migration bit still set.  See the
4192                  * res_counter handling below.
4193                  */
4194                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4195                         goto unlock_out;
4196                 break;
4197         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4198                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4199                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4200                                 goto unlock_out;
4201                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4202                                 goto unlock_out;
4203                 break;
4204         default:
4205                 break;
4206         }
4207
4208         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4209
4210         ClearPageCgroupUsed(pc);
4211         /*
4212          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4213          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4214          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4215          * special functions.
4216          */
4217
4218         unlock_page_cgroup(pc);
4219         /*
4220          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4221          * will never be freed.
4222          */
4223         memcg_check_events(memcg, page);
4224         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4225                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4226                 mem_cgroup_get(memcg);
4227         }
4228         /*
4229          * Migration does not charge the res_counter for the
4230          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4231          * page that is unused after the migration.
4232          */
4233         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4234                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4235
4236         return memcg;
4237
4238 unlock_out:
4239         unlock_page_cgroup(pc);
4240         return NULL;
4241 }
4242
4243 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4244 {
4245         /* early check. */
4246         if (page_mapped(page))
4247                 return;
4248         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4249         /*
4250          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4251          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4252          * and handles memcg lifetime.
4253          *
4254          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4255          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4256          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4257          * 0, there won't be any page table references to the swap
4258          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4259          * page to disk.
4260          */
4261         if (PageSwapCache(page))
4262                 return;
4263         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4264 }
4265
4266 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4267 {
4268         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4269         VM_BUG_ON(page->mapping);
4270         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4271 }
4272
4273 /*
4274  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4275  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4276  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4277  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4278  * This may be called prural(2) times in a context,
4279  */
4280
4281 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4282 {
4283         current->memcg_batch.do_batch++;
4284         /* We can do nest. */
4285         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4286                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4287                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4288                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4289         }
4290 }
4291
4292 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4293 {
4294         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4295
4296         if (!batch->do_batch)
4297                 return;
4298
4299         batch->do_batch--;
4300         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4301                 return;
4302
4303         if (!batch->memcg)
4304                 return;
4305         /*
4306          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4307          * bacause we hide charges behind us.
4308          */
4309         if (batch->nr_pages)
4310                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4311                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4312         if (batch->memsw_nr_pages)
4313                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4314                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4315         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4316         /* forget this pointer (for sanity check) */
4317         batch->memcg = NULL;
4318 }
4319
4320 #ifdef CONFIG_SWAP
4321 /*
4322  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4323  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4324  */
4325 void
4326 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4327 {
4328         struct mem_cgroup *memcg;
4329         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4330
4331         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4332                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4333
4334         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4335
4336         /*
4337          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4338          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4339          */
4340         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4341                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4342 }
4343 #endif
4344
4345 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4346 /*
4347  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4348  * uncharge "memsw" account.
4349  */
4350 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4351 {
4352         struct mem_cgroup *memcg;
4353         unsigned short id;
4354
4355         if (!do_swap_account)
4356                 return;
4357
4358         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4359         rcu_read_lock();
4360         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4361         if (memcg) {
4362                 /*
4363                  * We uncharge this because swap is freed.
4364                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4365                  */
4366                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4367                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4368                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4369                 mem_cgroup_put(memcg);
4370         }
4371         rcu_read_unlock();
4372 }
4373
4374 /**
4375  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4376  * @entry: swap entry to be moved
4377  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4378  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4379  *
4380  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4381  * as the mem_cgroup's id of @from.
4382  *
4383  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4384  *
4385  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4386  * both res and memsw, and called css_get().
4387  */
4388 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4389                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4390 {
4391         unsigned short old_id, new_id;
4392
4393         old_id = css_id(&from->css);
4394         new_id = css_id(&to->css);
4395
4396         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4397                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4398                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4399                 /*
4400                  * This function is only called from task migration context now.
4401                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4402                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4403                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4404                  * because if the process that has been moved to @to does
4405                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4406                  */
4407                 mem_cgroup_get(to);
4408                 return 0;
4409         }
4410         return -EINVAL;
4411 }
4412 #else
4413 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4414                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4415 {
4416         return -EINVAL;
4417 }
4418 #endif
4419
4420 /*
4421  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4422  * page belongs to.
4423  */
4424 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4425                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4426 {
4427         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4428         unsigned int nr_pages = 1;
4429         struct page_cgroup *pc;
4430         enum charge_type ctype;
4431
4432         *memcgp = NULL;
4433
4434         if (mem_cgroup_disabled())
4435                 return;
4436
4437         if (PageTransHuge(page))
4438                 nr_pages <<= compound_order(page);
4439
4440         pc = lookup_page_cgroup(page);
4441         lock_page_cgroup(pc);
4442         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4443                 memcg = pc->mem_cgroup;
4444                 css_get(&memcg->css);
4445                 /*
4446                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4447                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4448                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4449                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4450                  * until end_migration() is called
4451                  *
4452                  * Corner Case Thinking
4453                  * A)
4454                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4455                  * while migration was ongoing.
4456                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4457                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4458                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4459                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4460                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4461                  *
4462                  * B)
4463                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4464                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4465                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4466                  * without charging it again.
4467                  *
4468                  * C)
4469                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4470                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4471                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4472                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4473                  */
4474                 if (PageAnon(page))
4475                         SetPageCgroupMigration(pc);
4476         }
4477         unlock_page_cgroup(pc);
4478         /*
4479          * If the page is not charged at this point,
4480          * we return here.
4481          */
4482         if (!memcg)
4483                 return;
4484
4485         *memcgp = memcg;
4486         /*
4487          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4488          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4489          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4490          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4491          */
4492         if (PageAnon(page))
4493                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4494         else
4495                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4496         /*
4497          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4498          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4499          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4500          */
4501         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4502 }
4503
4504 /* remove redundant charge if migration failed*/
4505 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4506         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4507 {
4508         struct page *used, *unused;
4509         struct page_cgroup *pc;
4510         bool anon;
4511
4512         if (!memcg)
4513                 return;
4514
4515         if (!migration_ok) {
4516                 used = oldpage;
4517                 unused = newpage;
4518         } else {
4519                 used = newpage;
4520                 unused = oldpage;
4521         }
4522         anon = PageAnon(used);
4523         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4524                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4525                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4526                                      true);
4527         css_put(&memcg->css);
4528         /*
4529          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4530          * of the page goes down to zero, temporarly.
4531          * Clear the flag and check the page should be charged.
4532          */
4533         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4534         lock_page_cgroup(pc);
4535         ClearPageCgroupMigration(pc);
4536         unlock_page_cgroup(pc);
4537
4538         /*
4539          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4540          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4541          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4542          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4543          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4544          * check. (see prepare_charge() also)
4545          */
4546         if (anon)
4547                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4548 }
4549
4550 /*
4551  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4552  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4553  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4554  */
4555 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4556                                   struct page *newpage)
4557 {
4558         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4559         struct page_cgroup *pc;
4560         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4561
4562         if (mem_cgroup_disabled())
4563                 return;
4564
4565         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4566         /* fix accounting on old pages */
4567         lock_page_cgroup(pc);
4568         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4569                 memcg = pc->mem_cgroup;
4570                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4571                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4572         }
4573         unlock_page_cgroup(pc);
4574
4575         /*
4576          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4577          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4578          */
4579         if (!memcg)
4580                 return;
4581         /*
4582          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4583          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4584          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4585          */
4586         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4587 }
4588
4589 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4590 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4591 {
4592         struct page_cgroup *pc;
4593
4594         pc = lookup_page_cgroup(page);
4595         /*
4596          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4597          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4598          * or when mem_cgroup_disabled().
4599          */
4600         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4601                 return pc;
4602         return NULL;
4603 }
4604
4605 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4606 {
4607         if (mem_cgroup_disabled())
4608                 return false;
4609
4610         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4611 }
4612
4613 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4614 {
4615         struct page_cgroup *pc;
4616
4617         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4618         if (pc) {
4619                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4620                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4621         }
4622 }
4623 #endif
4624
4625 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4626                                 unsigned long long val)
4627 {
4628         int retry_count;
4629         u64 memswlimit, memlimit;
4630         int ret = 0;
4631         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4632         u64 curusage, oldusage;
4633         int enlarge;
4634
4635         /*
4636          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4637          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4638          * of # of children which we should visit in this loop.
4639          */
4640         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4641
4642         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4643
4644         enlarge = 0;
4645         while (retry_count) {
4646                 if (signal_pending(current)) {
4647                         ret = -EINTR;
4648                         break;
4649                 }
4650                 /*
4651                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4652                  * open coded manner. You see what this really does.
4653                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4654                  */
4655                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4656                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4657                 if (memswlimit < val) {
4658                         ret = -EINVAL;
4659                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4660                         break;
4661                 }
4662
4663                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4664                 if (memlimit < val)
4665                         enlarge = 1;
4666
4667                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4668                 if (!ret) {
4669                         if (memswlimit == val)
4670                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4671                         else
4672                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4673                 }
4674                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4675
4676                 if (!ret)
4677                         break;
4678
4679                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4680                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4681                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4682                 /* Usage is reduced ? */
4683                 if (curusage >= oldusage)
4684                         retry_count--;
4685                 else
4686                         oldusage = curusage;
4687         }
4688         if (!ret && enlarge)
4689                 memcg_oom_recover(memcg);
4690
4691         return ret;
4692 }
4693
4694 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4695                                         unsigned long long val)
4696 {
4697         int retry_count;
4698         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4699         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4700         int ret = -EBUSY;
4701         int enlarge = 0;
4702
4703         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4704         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4705         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4706         while (retry_count) {
4707                 if (signal_pending(current)) {
4708                         ret = -EINTR;
4709                         break;
4710                 }
4711                 /*
4712                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4713                  * open coded manner. You see what this really does.
4714                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4715                  */
4716                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4717                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4718                 if (memlimit > val) {
4719                         ret = -EINVAL;
4720                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4721                         break;
4722                 }
4723                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4724                 if (memswlimit < val)
4725                         enlarge = 1;
4726                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4727                 if (!ret) {
4728                         if (memlimit == val)
4729                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4730                         else
4731                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4732                 }
4733                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4734
4735                 if (!ret)
4736                         break;
4737
4738                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4739                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4740                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4741                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4742                 /* Usage is reduced ? */
4743                 if (curusage >= oldusage)
4744                         retry_count--;
4745                 else
4746                         oldusage = curusage;
4747         }
4748         if (!ret && enlarge)
4749                 memcg_oom_recover(memcg);
4750         return ret;
4751 }
4752
4753 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4754                                             gfp_t gfp_mask,
4755                                             unsigned long *total_scanned)
4756 {
4757         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4758         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4759         unsigned long reclaimed;
4760         int loop = 0;
4761         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4762         unsigned long long excess;
4763         unsigned long nr_scanned;
4764
4765         if (order > 0)
4766                 return 0;
4767
4768         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4769         /*
4770          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4771          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4772          * pressure
4773          */
4774         do {
4775                 if (next_mz)
4776                         mz = next_mz;
4777                 else
4778                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4779                 if (!mz)
4780                         break;
4781
4782                 nr_scanned = 0;
4783                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4784                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4785                 nr_reclaimed += reclaimed;
4786                 *total_scanned += nr_scanned;
4787                 spin_lock(&mctz->lock);
4788
4789                 /*
4790                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4791                  * it is time to move on to the next cgroup
4792                  */
4793                 next_mz = NULL;
4794                 if (!reclaimed) {
4795                         do {
4796                                 /*
4797                                  * Loop until we find yet another one.
4798                                  *
4799                                  * By the time we get the soft_limit lock
4800                                  * again, someone might have aded the
4801                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4802                                  * make sure we get a different mem.
4803                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4804                                  * NULL if no other cgroup is present on
4805                                  * the tree
4806                                  */
4807                                 next_mz =
4808                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4809                                 if (next_mz == mz)
4810                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4811                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4812                                         break;
4813                         } while (1);
4814                 }
4815                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4816                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4817                 /*
4818                  * One school of thought says that we should not add
4819                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4820                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4821                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4822                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4823                  * term TODO.
4824                  */
4825                 /* If excess == 0, no tree ops */
4826                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4827                 spin_unlock(&mctz->lock);
4828                 css_put(&mz->memcg->css);
4829                 loop++;
4830                 /*
4831                  * Could not reclaim anything and there are no more
4832                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4833                  * reclaiming anything.
4834                  */
4835                 if (!nr_reclaimed &&
4836                         (next_mz == NULL ||
4837                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4838                         break;
4839         } while (!nr_reclaimed);
4840         if (next_mz)
4841                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4842         return nr_reclaimed;
4843 }
4844
4845 /**
4846  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4847  * @memcg: group to clear
4848  * @node: NUMA node
4849  * @zid: zone id
4850  * @lru: lru to to clear
4851  *
4852  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4853  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4854  * group.
4855  */
4856 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4857                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4858 {
4859         struct lruvec *lruvec;
4860         unsigned long flags;
4861         struct list_head *list;
4862         struct page *busy;
4863         struct zone *zone;
4864
4865         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4866         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4867         list = &lruvec->lists[lru];
4868
4869         busy = NULL;
4870         do {
4871                 struct page_cgroup *pc;
4872                 struct page *page;
4873
4874                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4875                 if (list_empty(list)) {
4876                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4877                         break;
4878                 }
4879                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4880                 if (busy == page) {
4881                         list_move(&page->lru, list);
4882                         busy = NULL;
4883                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4884                         continue;
4885                 }
4886                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4887
4888                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4889
4890                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4891                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4892                         busy = page;
4893                         cond_resched();
4894                 } else
4895                         busy = NULL;
4896         } while (!list_empty(list));
4897 }
4898
4899 /*
4900  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4901  * all the charges and pages to the parent.
4902  * This enables deleting this mem_cgroup.
4903  *
4904  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4905  */
4906 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4907 {
4908         int node, zid;
4909         u64 usage;
4910
4911         do {
4912                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4913                 lru_add_drain_all();
4914                 drain_all_stock_sync(memcg);
4915                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4916                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4917                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4918                                 enum lru_list lru;
4919                                 for_each_lru(lru) {
4920                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4921                                                         node, zid, lru);
4922                                 }
4923                         }
4924                 }
4925                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4926                 memcg_oom_recover(memcg);
4927                 cond_resched();
4928
4929                 /*
4930                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4931                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4932                  * expect their value to drop to 0 here.
4933                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4934                  *
4935                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4936                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4937                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4938                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4939                  * charge before adding to the LRU.
4940                  */
4941                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4942                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4943         } while (usage > 0);
4944 }
4945
4946 /*
4947  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4948  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4949  * is meaningless
4950  */
4951 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4952 {
4953         struct cgroup *pos;
4954
4955         /* bounce at first found */
4956         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4957                 return true;
4958         return false;
4959 }
4960
4961 /*
4962  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4963  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4964  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4965  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4966  * any memcg without hierarchy as infertile.
4967  */
4968 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4969 {
4970         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4971 }
4972
4973 /*
4974  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4975  * the rest to the parent.
4976  *
4977  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4978  */
4979 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4980 {
4981         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4982         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4983
4984         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4985         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4986                 return -EBUSY;
4987
4988         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4989         lru_add_drain_all();
4990         /* try to free all pages in this cgroup */
4991         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4992                 int progress;
4993
4994                 if (signal_pending(current))
4995                         return -EINTR;
4996
4997                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4998                                                 false);
4999                 if (!progress) {
5000                         nr_retries--;
5001                         /* maybe some writeback is necessary */
5002                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5003                 }
5004
5005         }
5006         lru_add_drain();
5007         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5008
5009         return 0;
5010 }
5011
5012 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5013 {
5014         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5015         int ret;
5016
5017         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5018                 return -EINVAL;
5019         css_get(&memcg->css);
5020         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
5021         css_put(&memcg->css);
5022
5023         return ret;
5024 }
5025
5026
5027 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
5028 {
5029         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
5030 }
5031
5032 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5033                                         u64 val)
5034 {
5035         int retval = 0;
5036         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5037         struct cgroup *parent = cont->parent;
5038         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
5039
5040         if (parent)
5041                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
5042
5043         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5044
5045         if (memcg->use_hierarchy == val)
5046                 goto out;
5047
5048         /*
5049          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5050          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5051          * occur, provided the current cgroup has no children.
5052          *
5053          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5054          * set if there are no children.
5055          */
5056         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5057                                 (val == 1 || val == 0)) {
5058                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5059                         memcg->use_hierarchy = val;
5060                 else
5061                         retval = -EBUSY;
5062         } else
5063                 retval = -EINVAL;
5064
5065 out:
5066         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5067
5068         return retval;
5069 }
5070
5071
5072 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5073                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5074 {
5075         struct mem_cgroup *iter;
5076         long val = 0;
5077
5078         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5079         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5080                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5081
5082         if (val < 0) /* race ? */
5083                 val = 0;
5084         return val;
5085 }
5086
5087 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5088 {
5089         u64 val;
5090
5091         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5092                 if (!swap)
5093                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5094                 else
5095                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5096         }
5097
5098         /*
5099          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5100          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5101          */
5102         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5103         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5104
5105         if (swap)
5106                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5107
5108         return val << PAGE_SHIFT;
5109 }
5110
5111 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5112                                struct file *file, char __user *buf,
5113                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5114 {
5115         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5116         char str[64];
5117         u64 val;
5118         int name, len;
5119         enum res_type type;
5120
5121         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5122         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5123
5124         switch (type) {
5125         case _MEM:
5126                 if (name == RES_USAGE)
5127                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5128                 else
5129                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5130                 break;
5131         case _MEMSWAP:
5132                 if (name == RES_USAGE)
5133                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5134                 else
5135                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5136                 break;
5137         case _KMEM:
5138                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5139                 break;
5140         default:
5141                 BUG();
5142         }
5143
5144         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5145         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5146 }
5147
5148 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5149 {
5150         int ret = -EINVAL;
5151 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5152         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5153         /*
5154          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5155          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5156          * already joined.
5157          *
5158          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5159          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5160          * place, which makes the value quite meaningless.
5161          *
5162          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5163          * of course permitted.
5164          */
5165         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5166         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5167         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5168                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5169                         ret = -EBUSY;
5170                         goto out;
5171                 }
5172                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5173                 VM_BUG_ON(ret);
5174
5175                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5176                 if (ret) {
5177                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5178                         goto out;
5179                 }
5180                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5181                 /*
5182                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5183                  * starts accounting before all call sites are patched
5184                  */
5185                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5186
5187                 /*
5188                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5189                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5190                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5191                  * need to reference count the memcg because of that.
5192                  */
5193                 mem_cgroup_get(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          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5227          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5228          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5229          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5230          */
5231         mem_cgroup_get(memcg);
5232         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5233
5234         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5235         memcg_stop_kmem_account();
5236         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5237         memcg_resume_kmem_account();
5238         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5239 out:
5240         return ret;
5241 }
5242 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5243
5244 /*
5245  * The user of this function is...
5246  * RES_LIMIT.
5247  */
5248 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5249                             const char *buffer)
5250 {
5251         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5252         enum res_type type;
5253         int name;
5254         unsigned long long val;
5255         int ret;
5256
5257         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5258         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5259
5260         switch (name) {
5261         case RES_LIMIT:
5262                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5263                         ret = -EINVAL;
5264                         break;
5265                 }
5266                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5267                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5268                 if (ret)
5269                         break;
5270                 if (type == _MEM)
5271                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5272                 else if (type == _MEMSWAP)
5273                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5274                 else if (type == _KMEM)
5275                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5276                 else
5277                         return -EINVAL;
5278                 break;
5279         case RES_SOFT_LIMIT:
5280                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5281                 if (ret)
5282                         break;
5283                 /*
5284                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5285                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5286                  * control without swap
5287                  */
5288                 if (type == _MEM)
5289                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5290                 else
5291                         ret = -EINVAL;
5292                 break;
5293         default:
5294                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5295                 break;
5296         }
5297         return ret;
5298 }
5299
5300 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5301                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5302 {
5303         struct cgroup *cgroup;
5304         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5305
5306         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5307         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5308         cgroup = memcg->css.cgroup;
5309         if (!memcg->use_hierarchy)
5310                 goto out;
5311
5312         while (cgroup->parent) {
5313                 cgroup = cgroup->parent;
5314                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5315                 if (!memcg->use_hierarchy)
5316                         break;
5317                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5318                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5319                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5320                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5321         }
5322 out:
5323         *mem_limit = min_limit;
5324         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5325 }
5326
5327 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5328 {
5329         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5330         int name;
5331         enum res_type type;
5332
5333         type = MEMFILE_TYPE(event);
5334         name = MEMFILE_ATTR(event);
5335
5336         switch (name) {
5337         case RES_MAX_USAGE:
5338                 if (type == _MEM)
5339                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5340                 else if (type == _MEMSWAP)
5341                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5342                 else if (type == _KMEM)
5343                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5344                 else
5345                         return -EINVAL;
5346                 break;
5347         case RES_FAILCNT:
5348                 if (type == _MEM)
5349                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5350                 else if (type == _MEMSWAP)
5351                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5352                 else if (type == _KMEM)
5353                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5354                 else
5355                         return -EINVAL;
5356                 break;
5357         }
5358
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5363                                         struct cftype *cft)
5364 {
5365         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5366 }
5367
5368 #ifdef CONFIG_MMU
5369 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5370                                         struct cftype *cft, u64 val)
5371 {
5372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5373
5374         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5375                 return -EINVAL;
5376
5377         /*
5378          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5379          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5380          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5381          * affect task migrations starting after the change.
5382          */
5383         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5384         return 0;
5385 }
5386 #else
5387 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5388                                         struct cftype *cft, u64 val)
5389 {
5390         return -ENOSYS;
5391 }
5392 #endif
5393
5394 #ifdef CONFIG_NUMA
5395 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5396                                       struct seq_file *m)
5397 {
5398         int nid;
5399         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5400         unsigned long node_nr;
5401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5402
5403         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5404         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5405         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5406                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5407                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5408         }
5409         seq_putc(m, '\n');
5410
5411         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5412         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5413         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5414                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5415                                 LRU_ALL_FILE);
5416                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5417         }
5418         seq_putc(m, '\n');
5419
5420         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5421         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5422         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5423                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5424                                 LRU_ALL_ANON);
5425                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5426         }
5427         seq_putc(m, '\n');
5428
5429         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5430         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5431         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5432                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5433                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5434                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5435         }
5436         seq_putc(m, '\n');
5437         return 0;
5438 }
5439 #endif /* CONFIG_NUMA */
5440
5441 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5442 {
5443         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5444 }
5445
5446 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5447                                  struct seq_file *m)
5448 {
5449         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5450         struct mem_cgroup *mi;
5451         unsigned int i;
5452
5453         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5454                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5455                         continue;
5456                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5457                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5458         }
5459
5460         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5461                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5462                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5463
5464         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5465                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5466                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5467
5468         /* Hierarchical information */
5469         {
5470                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5471                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5472                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5473                 if (do_swap_account)
5474                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5475                                    memsw_limit);
5476         }
5477
5478         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5479                 long long val = 0;
5480
5481                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5482                         continue;
5483                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5484                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5485                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5486         }
5487
5488         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5489                 unsigned long long val = 0;
5490
5491                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5492                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5493                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5494                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5495         }
5496
5497         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5498                 unsigned long long val = 0;
5499
5500                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5501                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5502                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5503         }
5504
5505 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5506         {
5507                 int nid, zid;
5508                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5509                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5510                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5511                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5512
5513                 for_each_online_node(nid)
5514                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5515                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5516                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5517
5518                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5519                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5520                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5521                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5522                         }
5523                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5524                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5525                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5526                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5527         }
5528 #endif
5529
5530         return 0;
5531 }
5532
5533 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5534 {
5535         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5536
5537         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5538 }
5539
5540 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5541                                        u64 val)
5542 {
5543         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5544         struct mem_cgroup *parent;
5545
5546         if (val > 100)
5547                 return -EINVAL;
5548
5549         if (cgrp->parent == NULL)
5550                 return -EINVAL;
5551
5552         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5553
5554         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5555
5556         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5557         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5558                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5559                 return -EINVAL;
5560         }
5561
5562         memcg->swappiness = val;
5563
5564         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5565
5566         return 0;
5567 }
5568
5569 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5570 {
5571         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5572         u64 usage;
5573         int i;
5574
5575         rcu_read_lock();
5576         if (!swap)
5577                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5578         else
5579                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5580
5581         if (!t)
5582                 goto unlock;
5583
5584         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5585
5586         /*
5587          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5588          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5589          * call of __mem_cgroup_threshold().
5590          */
5591         i = t->current_threshold;
5592
5593         /*
5594          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5595          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5596          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5597          * only one element of the array here.
5598          */
5599         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5600                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5601
5602         /* i = current_threshold + 1 */
5603         i++;
5604
5605         /*
5606          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5607          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5608          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5609          * only one element of the array here.
5610          */
5611         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5612                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5613
5614         /* Update current_threshold */
5615         t->current_threshold = i - 1;
5616 unlock:
5617         rcu_read_unlock();
5618 }
5619
5620 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5621 {
5622         while (memcg) {
5623                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5624                 if (do_swap_account)
5625                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5626
5627                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5628         }
5629 }
5630
5631 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5632 {
5633         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5634         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5635
5636         return _a->threshold - _b->threshold;
5637 }
5638
5639 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5640 {
5641         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5642
5643         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5644                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5645         return 0;
5646 }
5647
5648 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5649 {
5650         struct mem_cgroup *iter;
5651
5652         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5653                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5654 }
5655
5656 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5657         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5658 {
5659         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5660         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5661         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5662         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5663         u64 threshold, usage;
5664         int i, size, ret;
5665
5666         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5667         if (ret)
5668                 return ret;
5669
5670         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5671
5672         if (type == _MEM)
5673                 thresholds = &memcg->thresholds;
5674         else if (type == _MEMSWAP)
5675                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5676         else
5677                 BUG();
5678
5679         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5680
5681         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5682         if (thresholds->primary)
5683                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5684
5685         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5686
5687         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5688         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5689                         GFP_KERNEL);
5690         if (!new) {
5691                 ret = -ENOMEM;
5692                 goto unlock;
5693         }
5694         new->size = size;
5695
5696         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5697         if (thresholds->primary) {
5698                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5699                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5700         }
5701
5702         /* Add new threshold */
5703         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5704         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5705
5706         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5707         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5708                         compare_thresholds, NULL);
5709
5710         /* Find current threshold */
5711         new->current_threshold = -1;
5712         for (i = 0; i < size; i++) {
5713                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5714                         /*
5715                          * new->current_threshold will not be used until
5716                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5717                          * it here.
5718                          */
5719                         ++new->current_threshold;
5720                 } else
5721                         break;
5722         }
5723
5724         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5725         kfree(thresholds->spare);
5726         thresholds->spare = thresholds->primary;
5727
5728         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5729
5730         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5731         synchronize_rcu();
5732
5733 unlock:
5734         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5735
5736         return ret;
5737 }
5738
5739 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5740         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5741 {
5742         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5743         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5744         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5745         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5746         u64 usage;
5747         int i, j, size;
5748
5749         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5750         if (type == _MEM)
5751                 thresholds = &memcg->thresholds;
5752         else if (type == _MEMSWAP)
5753                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5754         else
5755                 BUG();
5756
5757         if (!thresholds->primary)
5758                 goto unlock;
5759
5760         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5761
5762         /* Check if a threshold crossed before removing */
5763         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5764
5765         /* Calculate new number of threshold */
5766         size = 0;
5767         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5768                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5769                         size++;
5770         }
5771
5772         new = thresholds->spare;
5773
5774         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5775         if (!size) {
5776                 kfree(new);
5777                 new = NULL;
5778                 goto swap_buffers;
5779         }
5780
5781         new->size = size;
5782
5783         /* Copy thresholds and find current threshold */
5784         new->current_threshold = -1;
5785         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5786                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5787                         continue;
5788
5789                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5790                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5791                         /*
5792                          * new->current_threshold will not be used
5793                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5794                          * it here.
5795                          */
5796                         ++new->current_threshold;
5797                 }
5798                 j++;
5799         }
5800
5801 swap_buffers:
5802         /* Swap primary and spare array */
5803         thresholds->spare = thresholds->primary;
5804         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5805         if (!new) {
5806                 kfree(thresholds->spare);
5807                 thresholds->spare = NULL;
5808         }
5809
5810         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5811
5812         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5813         synchronize_rcu();
5814 unlock:
5815         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5816 }
5817
5818 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5819         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5820 {
5821         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5822         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5823         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5824
5825         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5826         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5827         if (!event)
5828                 return -ENOMEM;
5829
5830         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5831
5832         event->eventfd = eventfd;
5833         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5834
5835         /* already in OOM ? */
5836         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5837                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5838         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5839
5840         return 0;
5841 }
5842
5843 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5844         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5845 {
5846         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5847         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5848         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5849
5850         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5851
5852         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5853
5854         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5855                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5856                         list_del(&ev->list);
5857                         kfree(ev);
5858                 }
5859         }
5860
5861         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5862 }
5863
5864 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5865         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5866 {
5867         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5868
5869         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5870
5871         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5872                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5873         else
5874                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5875         return 0;
5876 }
5877
5878 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5879         struct cftype *cft, u64 val)
5880 {
5881         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5882         struct mem_cgroup *parent;
5883
5884         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5885         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5886                 return -EINVAL;
5887
5888         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5889
5890         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5891         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5892         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5893                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5894                 return -EINVAL;
5895         }
5896         memcg->oom_kill_disable = val;
5897         if (!val)
5898                 memcg_oom_recover(memcg);
5899         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5900         return 0;
5901 }
5902
5903 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5904 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5905 {
5906         int ret;
5907
5908         memcg->kmemcg_id = -1;
5909         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5910         if (ret)
5911                 return ret;
5912
5913         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5914 }
5915
5916 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5917 {
5918         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5919
5920         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5921
5922         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5923                 return;
5924
5925         /*
5926          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5927          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5928          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5929          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5930          */
5931         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5932                 mem_cgroup_put(memcg);
5933 }
5934 #else
5935 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5936 {
5937         return 0;
5938 }
5939
5940 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5941 {
5942 }
5943 #endif
5944
5945 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5946         {
5947                 .name = "usage_in_bytes",
5948                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5949                 .read = mem_cgroup_read,
5950                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5951                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5952         },
5953         {
5954                 .name = "max_usage_in_bytes",
5955                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5956                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5957                 .read = mem_cgroup_read,
5958         },
5959         {
5960                 .name = "limit_in_bytes",
5961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5962                 .write_string = mem_cgroup_write,
5963                 .read = mem_cgroup_read,
5964         },
5965         {
5966                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5967                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5968                 .write_string = mem_cgroup_write,
5969                 .read = mem_cgroup_read,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "failcnt",
5973                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5974                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5975                 .read = mem_cgroup_read,
5976         },
5977         {
5978                 .name = "stat",
5979                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5980         },
5981         {
5982                 .name = "force_empty",
5983                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5984         },
5985         {
5986                 .name = "use_hierarchy",
5987                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5988                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5989                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5990         },
5991         {
5992                 .name = "swappiness",
5993                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5994                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5995         },
5996         {
5997                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5998                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5999                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6000         },
6001         {
6002                 .name = "oom_control",
6003                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6004                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6005                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6006                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6007                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6008         },
6009         {
6010                 .name = "pressure_level",
6011                 .register_event = vmpressure_register_event,
6012                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6013         },
6014 #ifdef CONFIG_NUMA
6015         {
6016                 .name = "numa_stat",
6017                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6018         },
6019 #endif
6020 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6021         {
6022                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6023                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6024                 .write_string = mem_cgroup_write,
6025                 .read = mem_cgroup_read,
6026         },
6027         {
6028                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6030                 .read = mem_cgroup_read,
6031         },
6032         {
6033                 .name = "kmem.failcnt",
6034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6035                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6036                 .read = mem_cgroup_read,
6037         },
6038         {
6039                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6041                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6042                 .read = mem_cgroup_read,
6043         },
6044 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6045         {
6046                 .name = "kmem.slabinfo",
6047                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6048         },
6049 #endif
6050 #endif
6051         { },    /* terminate */
6052 };
6053
6054 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6055 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6056         {
6057                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6061                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6062         },
6063         {
6064                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6066                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6067                 .read = mem_cgroup_read,
6068         },
6069         {
6070                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6072                 .write_string = mem_cgroup_write,
6073                 .read = mem_cgroup_read,
6074         },
6075         {
6076                 .name = "memsw.failcnt",
6077                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6078                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6079                 .read = mem_cgroup_read,
6080         },
6081         { },    /* terminate */
6082 };
6083 #endif
6084 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6085 {
6086         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6087         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6088         int zone, tmp = node;
6089         /*
6090          * This routine is called against possible nodes.
6091          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6092          *
6093          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6094          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6095          *       function.
6096          */
6097         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6098                 tmp = -1;
6099         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6100         if (!pn)
6101                 return 1;
6102
6103         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6104                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6105                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6106                 mz->usage_in_excess = 0;
6107                 mz->on_tree = false;
6108                 mz->memcg = memcg;
6109         }
6110         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6111         return 0;
6112 }
6113
6114 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6115 {
6116         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6117 }
6118
6119 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6120 {
6121         struct mem_cgroup *memcg;
6122         size_t size = memcg_size();
6123
6124         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6125         if (size < PAGE_SIZE)
6126                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6127         else
6128                 memcg = vzalloc(size);
6129
6130         if (!memcg)
6131                 return NULL;
6132
6133         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6134         if (!memcg->stat)
6135                 goto out_free;
6136         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6137         return memcg;
6138
6139 out_free:
6140         if (size < PAGE_SIZE)
6141                 kfree(memcg);
6142         else
6143                 vfree(memcg);
6144         return NULL;
6145 }
6146
6147 /*
6148  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6149  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6150  *
6151  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6152  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6153  * it goes down to 0.
6154  *
6155  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6156  */
6157
6158 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6159 {
6160         int node;
6161         size_t size = memcg_size();
6162
6163         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6164         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6165
6166         for_each_node(node)
6167                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6168
6169         free_percpu(memcg->stat);
6170
6171         /*
6172          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6173          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6174          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6175          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6176          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6177          *
6178          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6179          * to move this code around, and make sure it is outside
6180          * the cgroup_lock.
6181          */
6182         disarm_static_keys(memcg);
6183         if (size < PAGE_SIZE)
6184                 kfree(memcg);
6185         else
6186                 vfree(memcg);
6187 }
6188
6189
6190 /*
6191  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6192  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6193  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6194  */
6195 static void free_work(struct work_struct *work)
6196 {
6197         struct mem_cgroup *memcg;
6198
6199         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6200         __mem_cgroup_free(memcg);
6201 }
6202
6203 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6204 {
6205         struct mem_cgroup *memcg;
6206
6207         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6208         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6209         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6210 }
6211
6212 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6213 {
6214         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6215 }
6216
6217 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6218 {
6219         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6220                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6221                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6222                 if (parent)
6223                         mem_cgroup_put(parent);
6224         }
6225 }
6226
6227 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6228 {
6229         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6230 }
6231
6232 /*
6233  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6234  */
6235 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6236 {
6237         if (!memcg->res.parent)
6238                 return NULL;
6239         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6240 }
6241 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6242
6243 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6244 {
6245         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6246         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6247         int tmp, node, zone;
6248
6249         for_each_node(node) {
6250                 tmp = node;
6251                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6252                         tmp = -1;
6253                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6254                 BUG_ON(!rtpn);
6255
6256                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6257
6258                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6259                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6260                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6261                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6262                 }
6263         }
6264 }
6265
6266 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6267 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6268 {
6269         struct mem_cgroup *memcg;
6270         long error = -ENOMEM;
6271         int node;
6272
6273         memcg = mem_cgroup_alloc();
6274         if (!memcg)
6275                 return ERR_PTR(error);
6276
6277         for_each_node(node)
6278                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6279                         goto free_out;
6280
6281         /* root ? */
6282         if (cont->parent == NULL) {
6283                 root_mem_cgroup = memcg;
6284                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6285                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6286                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6287         }
6288
6289         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6290         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6291         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6292         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6293         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6294         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6295         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6296
6297         return &memcg->css;
6298
6299 free_out:
6300         __mem_cgroup_free(memcg);
6301         return ERR_PTR(error);
6302 }
6303
6304 static int
6305 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6306 {
6307         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6308         int error = 0;
6309
6310         if (!cont->parent)
6311                 return 0;
6312
6313         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6314         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6315         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6316
6317         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6318         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6319         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6320
6321         if (parent->use_hierarchy) {
6322                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6323                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6324                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6325
6326                 /*
6327                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6328                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6329                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6330                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6331                  */
6332                 mem_cgroup_get(parent);
6333         } else {
6334                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6335                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6336                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6337                 /*
6338                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6339                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6340                  * unfortunate state in our controller.
6341                  */
6342                 if (parent != root_mem_cgroup)
6343                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6344         }
6345
6346         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6347         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6348         return error;
6349 }
6350
6351 /*
6352  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6353  */
6354 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6355 {
6356         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6357
6358         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6359                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6360
6361         /*
6362          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6363          * explicitely.
6364          */
6365         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6366                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6367 }
6368
6369 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6370 {
6371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6372
6373         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6374         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6375         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6376 }
6377
6378 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6379 {
6380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6381
6382         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6383
6384         mem_cgroup_put(memcg);
6385 }
6386
6387 #ifdef CONFIG_MMU
6388 /* Handlers for move charge at task migration. */
6389 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6390 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6391 {
6392         int ret = 0;
6393         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6394         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6395
6396         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6397                 mc.precharge += count;
6398                 /* we don't need css_get for root */
6399                 return ret;
6400         }
6401         /* try to charge at once */
6402         if (count > 1) {
6403                 struct res_counter *dummy;
6404                 /*
6405                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6406                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6407                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6408                  * css_get().
6409                  */
6410                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6411                         goto one_by_one;
6412                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6413                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6414                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6415                         goto one_by_one;
6416                 }
6417                 mc.precharge += count;
6418                 return ret;
6419         }
6420 one_by_one:
6421         /* fall back to one by one charge */
6422         while (count--) {
6423                 if (signal_pending(current)) {
6424                         ret = -EINTR;
6425                         break;
6426                 }
6427                 if (!batch_count--) {
6428                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6429                         cond_resched();
6430                 }
6431                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6432                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6433                 if (ret)
6434                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6435                         return ret;
6436                 mc.precharge++;
6437         }
6438         return ret;
6439 }
6440
6441 /**
6442  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6443  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6444  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6445  * @ptent: the pte to be checked
6446  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6447  *
6448  * Returns
6449  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6450  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6451  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6452  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6453  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6454  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6455  *     in target->ent.
6456  *
6457  * Called with pte lock held.
6458  */
6459 union mc_target {
6460         struct page     *page;
6461         swp_entry_t     ent;
6462 };
6463
6464 enum mc_target_type {
6465         MC_TARGET_NONE = 0,
6466         MC_TARGET_PAGE,
6467         MC_TARGET_SWAP,
6468 };
6469
6470 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6471                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6472 {
6473         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6474
6475         if (!page || !page_mapped(page))
6476                 return NULL;
6477         if (PageAnon(page)) {
6478                 /* we don't move shared anon */
6479                 if (!move_anon())
6480                         return NULL;
6481         } else if (!move_file())
6482                 /* we ignore mapcount for file pages */
6483                 return NULL;
6484         if (!get_page_unless_zero(page))
6485                 return NULL;
6486
6487         return page;
6488 }
6489
6490 #ifdef CONFIG_SWAP
6491 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6492                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6493 {
6494         struct page *page = NULL;
6495         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6496
6497         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6498                 return NULL;
6499         /*
6500          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6501          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6502          */
6503         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6504         if (do_swap_account)
6505                 entry->val = ent.val;
6506
6507         return page;
6508 }
6509 #else
6510 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6511                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6512 {
6513         return NULL;
6514 }
6515 #endif
6516
6517 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6518                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6519 {
6520         struct page *page = NULL;
6521         struct address_space *mapping;
6522         pgoff_t pgoff;
6523
6524         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6525                 return NULL;
6526         if (!move_file())
6527                 return NULL;
6528
6529         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6530         if (pte_none(ptent))
6531                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6532         else /* pte_file(ptent) is true */
6533                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6534
6535         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6536         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6537
6538 #ifdef CONFIG_SWAP
6539         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6540         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6541                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6542                 if (do_swap_account)
6543                         *entry = swap;
6544                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6545         }
6546 #endif
6547         return page;
6548 }
6549
6550 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6551                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6552 {
6553         struct page *page = NULL;
6554         struct page_cgroup *pc;
6555         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6556         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6557
6558         if (pte_present(ptent))
6559                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6560         else if (is_swap_pte(ptent))
6561                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6562         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6563                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6564
6565         if (!page && !ent.val)
6566                 return ret;
6567         if (page) {
6568                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6569                 /*
6570                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6571                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6572                  * the lock.
6573                  */
6574                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6575                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6576                         if (target)
6577                                 target->page = page;
6578                 }
6579                 if (!ret || !target)
6580                         put_page(page);
6581         }
6582         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6583         if (ent.val && !ret &&
6584                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6585                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6586                 if (target)
6587                         target->ent = ent;
6588         }
6589         return ret;
6590 }
6591
6592 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6593 /*
6594  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6595  * support them for now.
6596  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6597  */
6598 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6599                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6600 {
6601         struct page *page = NULL;
6602         struct page_cgroup *pc;
6603         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6604
6605         page = pmd_page(pmd);
6606         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6607         if (!move_anon())
6608                 return ret;
6609         pc = lookup_page_cgroup(page);
6610         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6611                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6612                 if (target) {
6613                         get_page(page);
6614                         target->page = page;
6615                 }
6616         }
6617         return ret;
6618 }
6619 #else
6620 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6621                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6622 {
6623         return MC_TARGET_NONE;
6624 }
6625 #endif
6626
6627 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6628                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6629                                         struct mm_walk *walk)
6630 {
6631         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6632         pte_t *pte;
6633         spinlock_t *ptl;
6634
6635         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6636                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6637                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6638                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6639                 return 0;
6640         }
6641
6642         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6643                 return 0;
6644         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6645         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6646                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6647                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6648         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6649         cond_resched();
6650
6651         return 0;
6652 }
6653
6654 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6655 {
6656         unsigned long precharge;
6657         struct vm_area_struct *vma;
6658
6659         down_read(&mm->mmap_sem);
6660         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6661                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6662                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6663                         .mm = mm,
6664                         .private = vma,
6665                 };
6666                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6667                         continue;
6668                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6669                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6670         }
6671         up_read(&mm->mmap_sem);
6672
6673         precharge = mc.precharge;
6674         mc.precharge = 0;
6675
6676         return precharge;
6677 }
6678
6679 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6680 {
6681         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6682
6683         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6684         mc.moving_task = current;
6685         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6686 }
6687
6688 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6689 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6690 {
6691         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6692         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6693
6694         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6695         if (mc.precharge) {
6696                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6697                 mc.precharge = 0;
6698         }
6699         /*
6700          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6701          * we must uncharge here.
6702          */
6703         if (mc.moved_charge) {
6704                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6705                 mc.moved_charge = 0;
6706         }
6707         /* we must fixup refcnts and charges */
6708         if (mc.moved_swap) {
6709                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6710                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6711                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6712                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6713                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6714
6715                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6716                         /*
6717                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6718                          * uncharge to->res.
6719                          */
6720                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6721                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6722                 }
6723                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6724                 mc.moved_swap = 0;
6725         }
6726         memcg_oom_recover(from);
6727         memcg_oom_recover(to);
6728         wake_up_all(&mc.waitq);
6729 }
6730
6731 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6732 {
6733         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6734
6735         /*
6736          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6737          * task migration.
6738          */
6739         mc.moving_task = NULL;
6740         __mem_cgroup_clear_mc();
6741         spin_lock(&mc.lock);
6742         mc.from = NULL;
6743         mc.to = NULL;
6744         spin_unlock(&mc.lock);
6745         mem_cgroup_end_move(from);
6746 }
6747
6748 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6749                                  struct cgroup_taskset *tset)
6750 {
6751         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6752         int ret = 0;
6753         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6754         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6755
6756         /*
6757          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6758          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6759          * So we need to save it, and keep it going.
6760          */
6761         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6762         if (move_charge_at_immigrate) {
6763                 struct mm_struct *mm;
6764                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6765
6766                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6767
6768                 mm = get_task_mm(p);
6769                 if (!mm)
6770                         return 0;
6771                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6772                 if (mm->owner == p) {
6773                         VM_BUG_ON(mc.from);
6774                         VM_BUG_ON(mc.to);
6775                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6776                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6777                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6778                         mem_cgroup_start_move(from);
6779                         spin_lock(&mc.lock);
6780                         mc.from = from;
6781                         mc.to = memcg;
6782                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6783                         spin_unlock(&mc.lock);
6784                         /* We set mc.moving_task later */
6785
6786                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6787                         if (ret)
6788                                 mem_cgroup_clear_mc();
6789                 }
6790                 mmput(mm);
6791         }
6792         return ret;
6793 }
6794
6795 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6796                                      struct cgroup_taskset *tset)
6797 {
6798         mem_cgroup_clear_mc();
6799 }
6800
6801 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6802                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6803                                 struct mm_walk *walk)
6804 {
6805         int ret = 0;
6806         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6807         pte_t *pte;
6808         spinlock_t *ptl;
6809         enum mc_target_type target_type;
6810         union mc_target target;
6811         struct page *page;
6812         struct page_cgroup *pc;
6813
6814         /*
6815          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6816          * happens because:
6817          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6818          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6819          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6820          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6821          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6822          *    part of thp split is not executed yet.
6823          */
6824         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6825                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6826                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6827                         return 0;
6828                 }
6829                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6830                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6831                         page = target.page;
6832                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6833                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6834                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6835                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6836                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6837                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6838                                 }
6839                                 putback_lru_page(page);
6840                         }
6841                         put_page(page);
6842                 }
6843                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6844                 return 0;
6845         }
6846
6847         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6848                 return 0;
6849 retry:
6850         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6851         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6852                 pte_t ptent = *(pte++);
6853                 swp_entry_t ent;
6854
6855                 if (!mc.precharge)
6856                         break;
6857
6858                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6859                 case MC_TARGET_PAGE:
6860                         page = target.page;
6861                         if (isolate_lru_page(page))
6862                                 goto put;
6863                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6864                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6865                                                      mc.from, mc.to)) {
6866                                 mc.precharge--;
6867                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6868                                 mc.moved_charge++;
6869                         }
6870                         putback_lru_page(page);
6871 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6872                         put_page(page);
6873                         break;
6874                 case MC_TARGET_SWAP:
6875                         ent = target.ent;
6876                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6877                                 mc.precharge--;
6878                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6879                                 mc.moved_swap++;
6880                         }
6881                         break;
6882                 default:
6883                         break;
6884                 }
6885         }
6886         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6887         cond_resched();
6888
6889         if (addr != end) {
6890                 /*
6891                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6892                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6893                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6894                  * phase.
6895                  */
6896                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6897                 if (!ret)
6898                         goto retry;
6899         }
6900
6901         return ret;
6902 }
6903
6904 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6905 {
6906         struct vm_area_struct *vma;
6907
6908         lru_add_drain_all();
6909 retry:
6910         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6911                 /*
6912                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6913                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6914                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6915                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6916                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6917                  */
6918                 __mem_cgroup_clear_mc();
6919                 cond_resched();
6920                 goto retry;
6921         }
6922         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6923                 int ret;
6924                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6925                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6926                         .mm = mm,
6927                         .private = vma,
6928                 };
6929                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6930                         continue;
6931                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6932                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6933                 if (ret)
6934                         /*
6935                          * means we have consumed all precharges and failed in
6936                          * doing additional charge. Just abandon here.
6937                          */
6938                         break;
6939         }
6940         up_read(&mm->mmap_sem);
6941 }
6942
6943 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6944                                  struct cgroup_taskset *tset)
6945 {
6946         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6947         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6948
6949         if (mm) {
6950                 if (mc.to)
6951                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6952                 mmput(mm);
6953         }
6954         if (mc.to)
6955                 mem_cgroup_clear_mc();
6956 }
6957 #else   /* !CONFIG_MMU */
6958 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6959                                  struct cgroup_taskset *tset)
6960 {
6961         return 0;
6962 }
6963 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6964                                      struct cgroup_taskset *tset)
6965 {
6966 }
6967 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6968                                  struct cgroup_taskset *tset)
6969 {
6970 }
6971 #endif
6972
6973 /*
6974  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6975  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6976  */
6977 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
6978 {
6979         /*
6980          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6981          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6982          * on for the root memcg is enough.
6983          */
6984         if (cgroup_sane_behavior(root))
6985                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
6986 }
6987
6988 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6989         .name = "memory",
6990         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6991         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6992         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6993         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6994         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6995         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6996         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6997         .attach = mem_cgroup_move_task,
6998         .bind = mem_cgroup_bind,
6999         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7000         .early_init = 0,
7001         .use_id = 1,
7002 };
7003
7004 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7005 static int __init enable_swap_account(char *s)
7006 {
7007         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
7008         if (!strcmp(s, "1"))
7009                 really_do_swap_account = 1;
7010         else if (!strcmp(s, "0"))
7011                 really_do_swap_account = 0;
7012         return 1;
7013 }
7014 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7015
7016 static void __init memsw_file_init(void)
7017 {
7018         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7019 }
7020
7021 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7022 {
7023         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7024                 do_swap_account = 1;
7025                 memsw_file_init();
7026         }
7027 }
7028
7029 #else
7030 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7031 {
7032 }
7033 #endif
7034
7035 /*
7036  * subsys_initcall() for memory controller.
7037  *
7038  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7039  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7040  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7041  * be initialized from here.
7042  */
7043 static int __init mem_cgroup_init(void)
7044 {
7045         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7046         enable_swap_cgroup();
7047         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7048         memcg_stock_init();
7049         return 0;
7050 }
7051 subsys_initcall(mem_cgroup_init);