Merge tag 'hwmon-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/groeck...
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include "internal.h"
59 #include <net/sock.h>
60 #include <net/ip.h>
61 #include <net/tcp_memcontrol.h>
62 #include "slab.h"
63
64 #include <asm/uaccess.h>
65
66 #include <trace/events/vmscan.h>
67
68 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
69 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
70
71 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
72 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
73
74 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
75 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
76 int do_swap_account __read_mostly;
77
78 /* for remember boot option*/
79 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
80 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
81 #else
82 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
83 #endif
84
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 enum mem_cgroup_events_index {
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
108         "pgpgin",
109         "pgpgout",
110         "pgfault",
111         "pgmajfault",
112 };
113
114 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
115         "inactive_anon",
116         "active_anon",
117         "inactive_file",
118         "active_file",
119         "unevictable",
120 };
121
122 /*
123  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
124  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
125  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
126  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
127  */
128 enum mem_cgroup_events_target {
129         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
130         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
131         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
132         MEM_CGROUP_NTARGETS,
133 };
134 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
135 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
136 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
137
138 struct mem_cgroup_stat_cpu {
139         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
140         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
141         unsigned long nr_page_events;
142         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
143 };
144
145 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
146         /*
147          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
148          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
149          */
150         struct mem_cgroup *last_visited;
151         unsigned long last_dead_count;
152
153         /* scan generation, increased every round-trip */
154         unsigned int generation;
155 };
156
157 /*
158  * per-zone information in memory controller.
159  */
160 struct mem_cgroup_per_zone {
161         struct lruvec           lruvec;
162         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
163
164         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
165
166         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
167         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
168                                                 /* the soft limit is exceeded*/
169         bool                    on_tree;
170         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
171                                                 /* use container_of        */
172 };
173
174 struct mem_cgroup_per_node {
175         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         /* vmpressure notifications */
252         struct vmpressure vmpressure;
253
254         /*
255          * the counter to account for mem+swap usage.
256          */
257         struct res_counter memsw;
258
259         /*
260          * the counter to account for kernel memory usage.
261          */
262         struct res_counter kmem;
263         /*
264          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
265          */
266         bool use_hierarchy;
267         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271         atomic_t        oom_wakeups;
272
273         int     swappiness;
274         /* OOM-Killer disable */
275         int             oom_kill_disable;
276
277         /* set when res.limit == memsw.limit */
278         bool            memsw_is_minimum;
279
280         /* protect arrays of thresholds */
281         struct mutex thresholds_lock;
282
283         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
284         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
285
286         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
288
289         /* For oom notifier event fd */
290         struct list_head oom_notify;
291
292         /*
293          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
294          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
295          */
296         unsigned long move_charge_at_immigrate;
297         /*
298          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
299          */
300         atomic_t        moving_account;
301         /* taken only while moving_account > 0 */
302         spinlock_t      move_lock;
303         /*
304          * percpu counter.
305          */
306         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
307         /*
308          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
309          * See mem_cgroup_read_stat().
310          */
311         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
312         spinlock_t pcp_counter_lock;
313
314         atomic_t        dead_count;
315 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
316         struct cg_proto tcp_mem;
317 #endif
318 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
319         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
320         struct list_head memcg_slab_caches;
321         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
322         struct mutex slab_caches_mutex;
323         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
324         int kmemcg_id;
325 #endif
326
327         int last_scanned_node;
328 #if MAX_NUMNODES > 1
329         nodemask_t      scan_nodes;
330         atomic_t        numainfo_events;
331         atomic_t        numainfo_updating;
332 #endif
333
334         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
335         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
336 };
337
338 static size_t memcg_size(void)
339 {
340         return sizeof(struct mem_cgroup) +
341                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
342 }
343
344 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
345 enum {
346         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
347         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
348         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
349 };
350
351 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
352 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
353                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
354
355 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
356 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
359 }
360
361 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
364 }
365
366 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
369 }
370
371 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
372 {
373         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
374 }
375
376 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         /*
379          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
380          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
381          */
382         smp_wmb();
383         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
384                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
390                                   &memcg->kmem_account_flags);
391 }
392 #endif
393
394 /* Stuffs for move charges at task migration. */
395 /*
396  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
397  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
398  */
399 enum move_type {
400         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
401         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
402         NR_MOVE_TYPE,
403 };
404
405 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
406 static struct move_charge_struct {
407         spinlock_t        lock; /* for from, to */
408         struct mem_cgroup *from;
409         struct mem_cgroup *to;
410         unsigned long immigrate_flags;
411         unsigned long precharge;
412         unsigned long moved_charge;
413         unsigned long moved_swap;
414         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
415         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
416 } mc = {
417         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
418         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
419 };
420
421 static bool move_anon(void)
422 {
423         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
424 }
425
426 static bool move_file(void)
427 {
428         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
429 }
430
431 /*
432  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
433  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
434  */
435 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
436 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
437
438 enum charge_type {
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
441         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
442         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
443         NR_CHARGE_TYPE,
444 };
445
446 /* for encoding cft->private value on file */
447 enum res_type {
448         _MEM,
449         _MEMSWAP,
450         _OOM_TYPE,
451         _KMEM,
452 };
453
454 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
455 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
456 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
457 /* Used for OOM nofiier */
458 #define OOM_CONTROL             (0)
459
460 /*
461  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
462  */
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
465 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
466 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
467
468 /*
469  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
470  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
471  * appearing has to hold it as well.
472  */
473 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
474
475 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
476 {
477         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
478 }
479
480 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
481 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         if (!memcg)
484                 memcg = root_mem_cgroup;
485         return &memcg->vmpressure;
486 }
487
488 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
489 {
490         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
491 }
492
493 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
494 {
495         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
496 }
497
498 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
499 {
500         return (memcg == root_mem_cgroup);
501 }
502
503 /*
504  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
505  * an unsigned short.
506  */
507 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
508
509 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
510 {
511         /*
512          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
513          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
514          */
515         return memcg->css.cgroup->id + 1;
516 }
517
518 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
519 {
520         struct cgroup_subsys_state *css;
521
522         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
523         return mem_cgroup_from_css(css);
524 }
525
526 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
527 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
528
529 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
530 {
531         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
532                 struct mem_cgroup *memcg;
533                 struct cg_proto *cg_proto;
534
535                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
536
537                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
538                  * filled. It won't however, necessarily happen from
539                  * process context. So the test for root memcg given
540                  * the current task's memcg won't help us in this case.
541                  *
542                  * Respecting the original socket's memcg is a better
543                  * decision in this case.
544                  */
545                 if (sk->sk_cgrp) {
546                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
547                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
548                         return;
549                 }
550
551                 rcu_read_lock();
552                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
553                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
554                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
555                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
556                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
557                 }
558                 rcu_read_unlock();
559         }
560 }
561 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
562
563 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
564 {
565         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
566                 struct mem_cgroup *memcg;
567                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
568                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
569                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
570         }
571 }
572
573 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
574 {
575         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
576                 return NULL;
577
578         return &memcg->tcp_mem;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
581
582 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
583 {
584         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
585                 return;
586         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
587 }
588 #else
589 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
590 {
591 }
592 #endif
593
594 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
595 /*
596  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
597  * The main reason for not using cgroup id for this:
598  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
599  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
600  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
601  *  200 entry array for that.
602  *
603  * The current size of the caches array is stored in
604  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
605  * increase it.
606  */
607 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
608 int memcg_limited_groups_array_size;
609
610 /*
611  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
612  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
613  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
614  * tunable, but that is strictly not necessary.
615  *
616  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
617  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
618  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
619  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
620  * increase ours as well if it increases.
621  */
622 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
623 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
624
625 /*
626  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
627  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
628  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
629  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
630  */
631 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
632 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
633
634 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
635 {
636         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
637                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
638                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
639         }
640         /*
641          * This check can't live in kmem destruction function,
642          * since the charges will outlive the cgroup
643          */
644         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
645 }
646 #else
647 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
648 {
649 }
650 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
651
652 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         disarm_sock_keys(memcg);
655         disarm_kmem_keys(memcg);
656 }
657
658 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
659
660 static struct mem_cgroup_per_zone *
661 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
662 {
663         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
664         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
665 }
666
667 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         return &memcg->css;
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_per_zone *
673 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
674 {
675         int nid = page_to_nid(page);
676         int zid = page_zonenum(page);
677
678         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
679 }
680
681 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
682 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
683 {
684         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
685 }
686
687 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
688 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
689 {
690         int nid = page_to_nid(page);
691         int zid = page_zonenum(page);
692
693         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
694 }
695
696 static void
697 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
698                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
699                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
700                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
701 {
702         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
703         struct rb_node *parent = NULL;
704         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
705
706         if (mz->on_tree)
707                 return;
708
709         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
710         if (!mz->usage_in_excess)
711                 return;
712         while (*p) {
713                 parent = *p;
714                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
715                                         tree_node);
716                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
717                         p = &(*p)->rb_left;
718                 /*
719                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
720                  * limit by the same amount
721                  */
722                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
723                         p = &(*p)->rb_right;
724         }
725         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
726         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
727         mz->on_tree = true;
728 }
729
730 static void
731 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
732                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
733                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
734 {
735         if (!mz->on_tree)
736                 return;
737         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
738         mz->on_tree = false;
739 }
740
741 static void
742 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
743                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
744                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
745 {
746         spin_lock(&mctz->lock);
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
748         spin_unlock(&mctz->lock);
749 }
750
751
752 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
753 {
754         unsigned long long excess;
755         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
756         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
757         int nid = page_to_nid(page);
758         int zid = page_zonenum(page);
759         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
760
761         /*
762          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
763          * because their event counter is not touched.
764          */
765         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
766                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
767                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
768                 /*
769                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
770                  * mem is over its softlimit.
771                  */
772                 if (excess || mz->on_tree) {
773                         spin_lock(&mctz->lock);
774                         /* if on-tree, remove it */
775                         if (mz->on_tree)
776                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
777                         /*
778                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
779                          * If excess is 0, no tree ops.
780                          */
781                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
782                         spin_unlock(&mctz->lock);
783                 }
784         }
785 }
786
787 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
788 {
789         int node, zone;
790         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
791         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
792
793         for_each_node(node) {
794                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
795                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
796                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
797                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
798                 }
799         }
800 }
801
802 static struct mem_cgroup_per_zone *
803 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
804 {
805         struct rb_node *rightmost = NULL;
806         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
807
808 retry:
809         mz = NULL;
810         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
811         if (!rightmost)
812                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
813
814         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
815         /*
816          * Remove the node now but someone else can add it back,
817          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
818          * position in the tree.
819          */
820         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
821         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
822                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
823                 goto retry;
824 done:
825         return mz;
826 }
827
828 static struct mem_cgroup_per_zone *
829 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
830 {
831         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
832
833         spin_lock(&mctz->lock);
834         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
835         spin_unlock(&mctz->lock);
836         return mz;
837 }
838
839 /*
840  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
841  *
842  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
843  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
844  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
845  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
846  *
847  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
848  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
849  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
850  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
851  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
852  *
853  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
854  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
855  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
856  * implemented.
857  */
858 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
859                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
860 {
861         long val = 0;
862         int cpu;
863
864         get_online_cpus();
865         for_each_online_cpu(cpu)
866                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
867 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
868         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
869         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
870         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
871 #endif
872         put_online_cpus();
873         return val;
874 }
875
876 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
877                                          bool charge)
878 {
879         int val = (charge) ? 1 : -1;
880         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
881 }
882
883 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
884                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
885 {
886         unsigned long val = 0;
887         int cpu;
888
889         get_online_cpus();
890         for_each_online_cpu(cpu)
891                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
892 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
893         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
894         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
895         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
896 #endif
897         put_online_cpus();
898         return val;
899 }
900
901 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
902                                          struct page *page,
903                                          bool anon, int nr_pages)
904 {
905         preempt_disable();
906
907         /*
908          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
909          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
910          */
911         if (anon)
912                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
913                                 nr_pages);
914         else
915                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
916                                 nr_pages);
917
918         if (PageTransHuge(page))
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
920                                 nr_pages);
921
922         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
923         if (nr_pages > 0)
924                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
925         else {
926                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
927                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
928         }
929
930         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
931
932         preempt_enable();
933 }
934
935 unsigned long
936 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939
940         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
941         return mz->lru_size[lru];
942 }
943
944 static unsigned long
945 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
946                         unsigned int lru_mask)
947 {
948         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
949         enum lru_list lru;
950         unsigned long ret = 0;
951
952         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
953
954         for_each_lru(lru) {
955                 if (BIT(lru) & lru_mask)
956                         ret += mz->lru_size[lru];
957         }
958         return ret;
959 }
960
961 static unsigned long
962 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
963                         int nid, unsigned int lru_mask)
964 {
965         u64 total = 0;
966         int zid;
967
968         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
969                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
970                                                 nid, zid, lru_mask);
971
972         return total;
973 }
974
975 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
976                         unsigned int lru_mask)
977 {
978         int nid;
979         u64 total = 0;
980
981         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
982                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
983         return total;
984 }
985
986 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
987                                        enum mem_cgroup_events_target target)
988 {
989         unsigned long val, next;
990
991         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
992         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
993         /* from time_after() in jiffies.h */
994         if ((long)next - (long)val < 0) {
995                 switch (target) {
996                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
997                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
998                         break;
999                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1000                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1001                         break;
1002                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1003                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1004                         break;
1005                 default:
1006                         break;
1007                 }
1008                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1009                 return true;
1010         }
1011         return false;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Check events in order.
1016  *
1017  */
1018 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1019 {
1020         preempt_disable();
1021         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1022         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1023                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1024                 bool do_softlimit;
1025                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1026
1027                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1028                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1029 #if MAX_NUMNODES > 1
1030                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1031                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1032 #endif
1033                 preempt_enable();
1034
1035                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1036                 if (unlikely(do_softlimit))
1037                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1038 #if MAX_NUMNODES > 1
1039                 if (unlikely(do_numainfo))
1040                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1041 #endif
1042         } else
1043                 preempt_enable();
1044 }
1045
1046 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1047 {
1048         /*
1049          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1050          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1051          * So this can be called with p == NULL.
1052          */
1053         if (unlikely(!p))
1054                 return NULL;
1055
1056         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1057 }
1058
1059 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1060 {
1061         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1062
1063         if (!mm)
1064                 return NULL;
1065         /*
1066          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1067          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1068          * pessimistic (rather than adding locks here).
1069          */
1070         rcu_read_lock();
1071         do {
1072                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1073                 if (unlikely(!memcg))
1074                         break;
1075         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1076         rcu_read_unlock();
1077         return memcg;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1082  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1083  *
1084  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1085  */
1086 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1087                 struct mem_cgroup *last_visited)
1088 {
1089         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1090
1091         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1092 skip_node:
1093         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1094
1095         /*
1096          * Even if we found a group we have to make sure it is
1097          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1098          * skipped and we should continue the tree walk.
1099          * last_visited css is safe to use because it is
1100          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1101          */
1102         if (next_css) {
1103                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1104
1105                 if (css_tryget(&mem->css))
1106                         return mem;
1107                 else {
1108                         prev_css = next_css;
1109                         goto skip_node;
1110                 }
1111         }
1112
1113         return NULL;
1114 }
1115
1116 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1117 {
1118         /*
1119          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1120          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1121          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1122          */
1123         atomic_inc(&root->dead_count);
1124 }
1125
1126 static struct mem_cgroup *
1127 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1128                      struct mem_cgroup *root,
1129                      int *sequence)
1130 {
1131         struct mem_cgroup *position = NULL;
1132         /*
1133          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1134          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1135          *
1136          * If the iterator is valid, we may still race with an
1137          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1138          * released, tryget will fail if we lost the race.
1139          */
1140         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1141         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1142                 smp_rmb();
1143                 position = iter->last_visited;
1144                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1145                         position = NULL;
1146         }
1147         return position;
1148 }
1149
1150 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1151                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1152                                    struct mem_cgroup *new_position,
1153                                    int sequence)
1154 {
1155         if (last_visited)
1156                 css_put(&last_visited->css);
1157         /*
1158          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1159          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1160          * don't lose destruction events in between.  We could have
1161          * raced with the destruction of @new_position after all.
1162          */
1163         iter->last_visited = new_position;
1164         smp_wmb();
1165         iter->last_dead_count = sequence;
1166 }
1167
1168 /**
1169  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1170  * @root: hierarchy root
1171  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1172  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1173  *
1174  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1175  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1176  *
1177  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1178  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1179  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1180  *
1181  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1182  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1183  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1184  */
1185 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1186                                    struct mem_cgroup *prev,
1187                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1188 {
1189         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1190         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1191
1192         if (mem_cgroup_disabled())
1193                 return NULL;
1194
1195         if (!root)
1196                 root = root_mem_cgroup;
1197
1198         if (prev && !reclaim)
1199                 last_visited = prev;
1200
1201         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1202                 if (prev)
1203                         goto out_css_put;
1204                 return root;
1205         }
1206
1207         rcu_read_lock();
1208         while (!memcg) {
1209                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1210                 int uninitialized_var(seq);
1211
1212                 if (reclaim) {
1213                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1214                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1215                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1216
1217                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1218                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1219                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1220                                 iter->last_visited = NULL;
1221                                 goto out_unlock;
1222                         }
1223
1224                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1225                 }
1226
1227                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1228
1229                 if (reclaim) {
1230                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1231
1232                         if (!memcg)
1233                                 iter->generation++;
1234                         else if (!prev && memcg)
1235                                 reclaim->generation = iter->generation;
1236                 }
1237
1238                 if (prev && !memcg)
1239                         goto out_unlock;
1240         }
1241 out_unlock:
1242         rcu_read_unlock();
1243 out_css_put:
1244         if (prev && prev != root)
1245                 css_put(&prev->css);
1246
1247         return memcg;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1252  * @root: hierarchy root
1253  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1254  */
1255 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1256                            struct mem_cgroup *prev)
1257 {
1258         if (!root)
1259                 root = root_mem_cgroup;
1260         if (prev && prev != root)
1261                 css_put(&prev->css);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1266  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1267  * be used for reference counting.
1268  */
1269 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1270         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1271              iter != NULL;                              \
1272              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1273
1274 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1275         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1276              iter != NULL;                              \
1277              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1278
1279 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1280 {
1281         struct mem_cgroup *memcg;
1282
1283         rcu_read_lock();
1284         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1285         if (unlikely(!memcg))
1286                 goto out;
1287
1288         switch (idx) {
1289         case PGFAULT:
1290                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1291                 break;
1292         case PGMAJFAULT:
1293                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1294                 break;
1295         default:
1296                 BUG();
1297         }
1298 out:
1299         rcu_read_unlock();
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1302
1303 /**
1304  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1305  * @zone: zone of the wanted lruvec
1306  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1307  *
1308  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1309  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1310  * is disabled.
1311  */
1312 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1313                                       struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1316         struct lruvec *lruvec;
1317
1318         if (mem_cgroup_disabled()) {
1319                 lruvec = &zone->lruvec;
1320                 goto out;
1321         }
1322
1323         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1324         lruvec = &mz->lruvec;
1325 out:
1326         /*
1327          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1328          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1329          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1330          */
1331         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1332                 lruvec->zone = zone;
1333         return lruvec;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1338  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1339  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1340  *
1341  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1342  * 1. charge
1343  * 2. moving account
1344  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1345  * It is added to LRU before charge.
1346  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1347  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1348  */
1349
1350 /**
1351  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1352  * @page: the page
1353  * @zone: zone of the page
1354  */
1355 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1356 {
1357         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1358         struct mem_cgroup *memcg;
1359         struct page_cgroup *pc;
1360         struct lruvec *lruvec;
1361
1362         if (mem_cgroup_disabled()) {
1363                 lruvec = &zone->lruvec;
1364                 goto out;
1365         }
1366
1367         pc = lookup_page_cgroup(page);
1368         memcg = pc->mem_cgroup;
1369
1370         /*
1371          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1372          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1373          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1374          *
1375          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1376          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1377          * of pc->mem_cgroup safe.
1378          */
1379         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1380                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1381
1382         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1383         lruvec = &mz->lruvec;
1384 out:
1385         /*
1386          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1387          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1388          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1389          */
1390         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1391                 lruvec->zone = zone;
1392         return lruvec;
1393 }
1394
1395 /**
1396  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1397  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1398  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1399  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1400  *
1401  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1402  * lru list.
1403  */
1404 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1405                                 int nr_pages)
1406 {
1407         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1408         unsigned long *lru_size;
1409
1410         if (mem_cgroup_disabled())
1411                 return;
1412
1413         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1414         lru_size = mz->lru_size + lru;
1415         *lru_size += nr_pages;
1416         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1421  * hierarchy subtree
1422  */
1423 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1424                                   struct mem_cgroup *memcg)
1425 {
1426         if (root_memcg == memcg)
1427                 return true;
1428         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1429                 return false;
1430         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1431 }
1432
1433 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1434                                        struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         bool ret;
1437
1438         rcu_read_lock();
1439         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1440         rcu_read_unlock();
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1445                         const struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1448         struct task_struct *p;
1449         bool ret;
1450
1451         p = find_lock_task_mm(task);
1452         if (p) {
1453                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1454                 task_unlock(p);
1455         } else {
1456                 /*
1457                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1458                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1459                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1460                  */
1461                 rcu_read_lock();
1462                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1463                 if (curr)
1464                         css_get(&curr->css);
1465                 rcu_read_unlock();
1466         }
1467         if (!curr)
1468                 return false;
1469         /*
1470          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1471          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1472          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1473          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1474          */
1475         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1476         css_put(&curr->css);
1477         return ret;
1478 }
1479
1480 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1481 {
1482         unsigned long inactive_ratio;
1483         unsigned long inactive;
1484         unsigned long active;
1485         unsigned long gb;
1486
1487         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1488         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1489
1490         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1491         if (gb)
1492                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1493         else
1494                 inactive_ratio = 1;
1495
1496         return inactive * inactive_ratio < active;
1497 }
1498
1499 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1500         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1501
1502 /**
1503  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1504  * @memcg: the memory cgroup
1505  *
1506  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1507  * pages.
1508  */
1509 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         unsigned long long margin;
1512
1513         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1514         if (do_swap_account)
1515                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1516         return margin >> PAGE_SHIFT;
1517 }
1518
1519 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1520 {
1521         /* root ? */
1522         if (!css_parent(&memcg->css))
1523                 return vm_swappiness;
1524
1525         return memcg->swappiness;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1530  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1531  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1532  * rcu_read_lock(), like this:
1533  *
1534  *         CPU-A                                    CPU-B
1535  *                                              rcu_read_lock()
1536  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1537  *                                                   take heavy locks.
1538  *         synchronize_rcu()                    update something.
1539  *                                              rcu_read_unlock()
1540  *         start move here.
1541  */
1542
1543 /* for quick checking without looking up memcg */
1544 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1545
1546 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         atomic_inc(&memcg_moving);
1549         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1550         synchronize_rcu();
1551 }
1552
1553 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1554 {
1555         /*
1556          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1557          * We check NULL in callee rather than caller.
1558          */
1559         if (memcg) {
1560                 atomic_dec(&memcg_moving);
1561                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1562         }
1563 }
1564
1565 /*
1566  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1567  *
1568  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1569  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1570  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1571  *
1572  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1573  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1574  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1575  */
1576
1577 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1578 {
1579         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1580         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1581 }
1582
1583 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         struct mem_cgroup *from;
1586         struct mem_cgroup *to;
1587         bool ret = false;
1588         /*
1589          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1590          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1591          */
1592         spin_lock(&mc.lock);
1593         from = mc.from;
1594         to = mc.to;
1595         if (!from)
1596                 goto unlock;
1597
1598         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1599                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1600 unlock:
1601         spin_unlock(&mc.lock);
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1608                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1609                         DEFINE_WAIT(wait);
1610                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1611                         /* moving charge context might have finished. */
1612                         if (mc.moving_task)
1613                                 schedule();
1614                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1615                         return true;
1616                 }
1617         }
1618         return false;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Take this lock when
1623  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1624  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1625  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1626  */
1627 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                   unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1634                                 unsigned long *flags)
1635 {
1636         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1637 }
1638
1639 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1640 /**
1641  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1642  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1643  * @p: Task that is going to be killed
1644  *
1645  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1646  * enabled
1647  */
1648 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1649 {
1650         struct cgroup *task_cgrp;
1651         struct cgroup *mem_cgrp;
1652         /*
1653          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1654          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1655          * If this assumption is broken, revisit this code.
1656          */
1657         static char memcg_name[PATH_MAX];
1658         int ret;
1659         struct mem_cgroup *iter;
1660         unsigned int i;
1661
1662         if (!p)
1663                 return;
1664
1665         rcu_read_lock();
1666
1667         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1668         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1669
1670         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1671         if (ret < 0) {
1672                 /*
1673                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1674                  * But we'll still print out the usage information
1675                  */
1676                 rcu_read_unlock();
1677                 goto done;
1678         }
1679         rcu_read_unlock();
1680
1681         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1682
1683         rcu_read_lock();
1684         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1685         if (ret < 0) {
1686                 rcu_read_unlock();
1687                 goto done;
1688         }
1689         rcu_read_unlock();
1690
1691         /*
1692          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1693          */
1694         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1695 done:
1696
1697         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1700                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1701         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1704                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1705         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1709
1710         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1711                 pr_info("Memory cgroup stats");
1712
1713                 rcu_read_lock();
1714                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1715                 if (!ret)
1716                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1717                 rcu_read_unlock();
1718                 pr_cont(":");
1719
1720                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1721                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1722                                 continue;
1723                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1724                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1725                 }
1726
1727                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1728                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1729                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1730
1731                 pr_cont("\n");
1732         }
1733 }
1734
1735 /*
1736  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1737  * 1(self count) if no children.
1738  */
1739 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         int num = 0;
1742         struct mem_cgroup *iter;
1743
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1745                 num++;
1746         return num;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1751  */
1752 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1753 {
1754         u64 limit;
1755
1756         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1757
1758         /*
1759          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1760          */
1761         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1762                 u64 memsw;
1763
1764                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1765                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1766
1767                 /*
1768                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1769                  * available to this memcg, return that limit.
1770                  */
1771                 limit = min(limit, memsw);
1772         }
1773
1774         return limit;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1778                                      int order)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *iter;
1781         unsigned long chosen_points = 0;
1782         unsigned long totalpages;
1783         unsigned int points = 0;
1784         struct task_struct *chosen = NULL;
1785
1786         /*
1787          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1788          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1789          * quickly exit and free its memory.
1790          */
1791         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1792                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1793                 return;
1794         }
1795
1796         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1797         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1798         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1799                 struct css_task_iter it;
1800                 struct task_struct *task;
1801
1802                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1803                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1804                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1805                                                         false)) {
1806                         case OOM_SCAN_SELECT:
1807                                 if (chosen)
1808                                         put_task_struct(chosen);
1809                                 chosen = task;
1810                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1811                                 get_task_struct(chosen);
1812                                 /* fall through */
1813                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1814                                 continue;
1815                         case OOM_SCAN_ABORT:
1816                                 css_task_iter_end(&it);
1817                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1818                                 if (chosen)
1819                                         put_task_struct(chosen);
1820                                 return;
1821                         case OOM_SCAN_OK:
1822                                 break;
1823                         };
1824                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1825                         if (points > chosen_points) {
1826                                 if (chosen)
1827                                         put_task_struct(chosen);
1828                                 chosen = task;
1829                                 chosen_points = points;
1830                                 get_task_struct(chosen);
1831                         }
1832                 }
1833                 css_task_iter_end(&it);
1834         }
1835
1836         if (!chosen)
1837                 return;
1838         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1839         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1840                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1841 }
1842
1843 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1844                                         gfp_t gfp_mask,
1845                                         unsigned long flags)
1846 {
1847         unsigned long total = 0;
1848         bool noswap = false;
1849         int loop;
1850
1851         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1852                 noswap = true;
1853         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1854                 noswap = true;
1855
1856         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1857                 if (loop)
1858                         drain_all_stock_async(memcg);
1859                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1860                 /*
1861                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1862                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1863                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1864                  */
1865                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1866                         break;
1867                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1868                         break;
1869                 /*
1870                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1871                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1872                  */
1873                 if (loop && !total)
1874                         break;
1875         }
1876         return total;
1877 }
1878
1879 /**
1880  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1881  * @memcg: the target memcg
1882  * @nid: the node ID to be checked.
1883  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1884  *
1885  * This function returns whether the specified memcg contains any
1886  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1887  * pages in the node.
1888  */
1889 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1890                 int nid, bool noswap)
1891 {
1892         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1893                 return true;
1894         if (noswap || !total_swap_pages)
1895                 return false;
1896         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1897                 return true;
1898         return false;
1899
1900 }
1901 #if MAX_NUMNODES > 1
1902
1903 /*
1904  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1905  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1906  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1907  *
1908  */
1909 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1910 {
1911         int nid;
1912         /*
1913          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1914          * pagein/pageout changes since the last update.
1915          */
1916         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1917                 return;
1918         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1919                 return;
1920
1921         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1922         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1923
1924         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1925
1926                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1927                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1928         }
1929
1930         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1931         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1936  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1937  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1938  *
1939  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1940  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1941  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1942  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1943  *
1944  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1945  */
1946 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1947 {
1948         int node;
1949
1950         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1951         node = memcg->last_scanned_node;
1952
1953         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1954         if (node == MAX_NUMNODES)
1955                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1956         /*
1957          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1958          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1959          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1960          * we use curret node.
1961          */
1962         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1963                 node = numa_node_id();
1964
1965         memcg->last_scanned_node = node;
1966         return node;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1971  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1972  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1973  * enough new information. We need to do double check.
1974  */
1975 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1976 {
1977         int nid;
1978
1979         /*
1980          * quick check...making use of scan_node.
1981          * We can skip unused nodes.
1982          */
1983         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1984                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1985                      nid < MAX_NUMNODES;
1986                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1987
1988                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1989                                 return true;
1990                 }
1991         }
1992         /*
1993          * Check rest of nodes.
1994          */
1995         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1996                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1997                         continue;
1998                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1999                         return true;
2000         }
2001         return false;
2002 }
2003
2004 #else
2005 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2006 {
2007         return 0;
2008 }
2009
2010 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2011 {
2012         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2013 }
2014 #endif
2015
2016 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2017                                    struct zone *zone,
2018                                    gfp_t gfp_mask,
2019                                    unsigned long *total_scanned)
2020 {
2021         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2022         int total = 0;
2023         int loop = 0;
2024         unsigned long excess;
2025         unsigned long nr_scanned;
2026         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2027                 .zone = zone,
2028                 .priority = 0,
2029         };
2030
2031         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2032
2033         while (1) {
2034                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2035                 if (!victim) {
2036                         loop++;
2037                         if (loop >= 2) {
2038                                 /*
2039                                  * If we have not been able to reclaim
2040                                  * anything, it might because there are
2041                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2042                                  */
2043                                 if (!total)
2044                                         break;
2045                                 /*
2046                                  * We want to do more targeted reclaim.
2047                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2048                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2049                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2050                                  */
2051                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2052                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2053                                         break;
2054                         }
2055                         continue;
2056                 }
2057                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2058                         continue;
2059                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2060                                                      zone, &nr_scanned);
2061                 *total_scanned += nr_scanned;
2062                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2063                         break;
2064         }
2065         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2066         return total;
2067 }
2068
2069 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2070 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2071         .name = "memcg_oom_lock",
2072 };
2073 #endif
2074
2075 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2076
2077 /*
2078  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2079  * If someone is running, return false.
2080  */
2081 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2082 {
2083         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2084
2085         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2086
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2088                 if (iter->oom_lock) {
2089                         /*
2090                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2091                          * so we cannot give a lock.
2092                          */
2093                         failed = iter;
2094                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2095                         break;
2096                 } else
2097                         iter->oom_lock = true;
2098         }
2099
2100         if (failed) {
2101                 /*
2102                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2103                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2104                  */
2105                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2106                         if (iter == failed) {
2107                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2108                                 break;
2109                         }
2110                         iter->oom_lock = false;
2111                 }
2112         } else
2113                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2114
2115         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2116
2117         return !failed;
2118 }
2119
2120 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2121 {
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2125         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2126         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2127                 iter->oom_lock = false;
2128         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2129 }
2130
2131 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2132 {
2133         struct mem_cgroup *iter;
2134
2135         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2136                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2137 }
2138
2139 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2140 {
2141         struct mem_cgroup *iter;
2142
2143         /*
2144          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2145          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2146          * atomic_add_unless() here.
2147          */
2148         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2149                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2150 }
2151
2152 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2153
2154 struct oom_wait_info {
2155         struct mem_cgroup *memcg;
2156         wait_queue_t    wait;
2157 };
2158
2159 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2160         unsigned mode, int sync, void *arg)
2161 {
2162         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2163         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2164         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2165
2166         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2167         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2168
2169         /*
2170          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2171          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2172          */
2173         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2174                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2175                 return 0;
2176         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2177 }
2178
2179 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2180 {
2181         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2182         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2183         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2184 }
2185
2186 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2187 {
2188         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2189                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2190 }
2191
2192 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2193 {
2194         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2195                 return;
2196         /*
2197          * We are in the middle of the charge context here, so we
2198          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2199          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2200          *
2201          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2202          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2203          * invocation might not even be necessary.
2204          *
2205          * That's why we don't do anything here except remember the
2206          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2207          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2208          * and when we know whether the fault was overall successful.
2209          */
2210         css_get(&memcg->css);
2211         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2212         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2213         current->memcg_oom.order = order;
2214 }
2215
2216 /**
2217  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2218  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2219  *
2220  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2221  * handler was enabled.
2222  *
2223  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2224  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2225  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2226  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2227  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2228  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2229  *
2230  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2231  * completed, %false otherwise.
2232  */
2233 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2234 {
2235         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2236         struct oom_wait_info owait;
2237         bool locked;
2238
2239         /* OOM is global, do not handle */
2240         if (!memcg)
2241                 return false;
2242
2243         if (!handle)
2244                 goto cleanup;
2245
2246         owait.memcg = memcg;
2247         owait.wait.flags = 0;
2248         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2249         owait.wait.private = current;
2250         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2251
2252         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2253         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2254
2255         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2256
2257         if (locked)
2258                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2259
2260         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2261                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2262                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2263                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2264                                          current->memcg_oom.order);
2265         } else {
2266                 schedule();
2267                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2268                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2269         }
2270
2271         if (locked) {
2272                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2273                 /*
2274                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2275                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2276                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2277                  */
2278                 memcg_oom_recover(memcg);
2279         }
2280 cleanup:
2281         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2282         css_put(&memcg->css);
2283         return true;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2288  * generalized to update other statistics as well.
2289  *
2290  * Notes: Race condition
2291  *
2292  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2293  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2294  * to do so _always_.
2295  *
2296  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2297  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2298  * are no race with "charge".
2299  *
2300  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2301  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2302  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2303  * by flags.
2304  *
2305  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2306  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2307  * If there is, we take a lock.
2308  */
2309
2310 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2311                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2312 {
2313         struct mem_cgroup *memcg;
2314         struct page_cgroup *pc;
2315
2316         pc = lookup_page_cgroup(page);
2317 again:
2318         memcg = pc->mem_cgroup;
2319         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2320                 return;
2321         /*
2322          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2323          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2324          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2325          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2326          */
2327         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2328                 return;
2329
2330         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2331         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2332                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2333                 goto again;
2334         }
2335         *locked = true;
2336 }
2337
2338 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2339 {
2340         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2341
2342         /*
2343          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2344          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2345          * should take move_lock_mem_cgroup().
2346          */
2347         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2348 }
2349
2350 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2351                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *memcg;
2354         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2355         unsigned long uninitialized_var(flags);
2356
2357         if (mem_cgroup_disabled())
2358                 return;
2359
2360         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2361         memcg = pc->mem_cgroup;
2362         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2363                 return;
2364
2365         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2370  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2371  */
2372 #define CHARGE_BATCH    32U
2373 struct memcg_stock_pcp {
2374         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2375         unsigned int nr_pages;
2376         struct work_struct work;
2377         unsigned long flags;
2378 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2379 };
2380 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2381 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2382
2383 /**
2384  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2385  * @memcg: memcg to consume from.
2386  * @nr_pages: how many pages to charge.
2387  *
2388  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2389  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2390  * service an allocation will refill the stock.
2391  *
2392  * returns true if successful, false otherwise.
2393  */
2394 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2395 {
2396         struct memcg_stock_pcp *stock;
2397         bool ret = true;
2398
2399         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2400                 return false;
2401
2402         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2403         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2404                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2405         else /* need to call res_counter_charge */
2406                 ret = false;
2407         put_cpu_var(memcg_stock);
2408         return ret;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2413  */
2414 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2415 {
2416         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2417
2418         if (stock->nr_pages) {
2419                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2420
2421                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2422                 if (do_swap_account)
2423                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2424                 stock->nr_pages = 0;
2425         }
2426         stock->cached = NULL;
2427 }
2428
2429 /*
2430  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2431  * a thread which is pinned to local cpu.
2432  */
2433 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2434 {
2435         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2436         drain_stock(stock);
2437         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2438 }
2439
2440 static void __init memcg_stock_init(void)
2441 {
2442         int cpu;
2443
2444         for_each_possible_cpu(cpu) {
2445                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2446                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2447                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2448         }
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2453  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2454  */
2455 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2456 {
2457         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2458
2459         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2460                 drain_stock(stock);
2461                 stock->cached = memcg;
2462         }
2463         stock->nr_pages += nr_pages;
2464         put_cpu_var(memcg_stock);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2469  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2470  * until the work is done.
2471  */
2472 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2473 {
2474         int cpu, curcpu;
2475
2476         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2477         get_online_cpus();
2478         curcpu = get_cpu();
2479         for_each_online_cpu(cpu) {
2480                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2481                 struct mem_cgroup *memcg;
2482
2483                 memcg = stock->cached;
2484                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2485                         continue;
2486                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2487                         continue;
2488                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2489                         if (cpu == curcpu)
2490                                 drain_local_stock(&stock->work);
2491                         else
2492                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2493                 }
2494         }
2495         put_cpu();
2496
2497         if (!sync)
2498                 goto out;
2499
2500         for_each_online_cpu(cpu) {
2501                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2502                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2503                         flush_work(&stock->work);
2504         }
2505 out:
2506         put_online_cpus();
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2511  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2512  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2513  * it.
2514  */
2515 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2516 {
2517         /*
2518          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2519          */
2520         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2521                 return;
2522         drain_all_stock(root_memcg, false);
2523         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2524 }
2525
2526 /* This is a synchronous drain interface. */
2527 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2528 {
2529         /* called when force_empty is called */
2530         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2531         drain_all_stock(root_memcg, true);
2532         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2533 }
2534
2535 /*
2536  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2537  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2538  */
2539 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2540 {
2541         int i;
2542
2543         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2544         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2545                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2546
2547                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2548                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2549         }
2550         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2551                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2552
2553                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2554                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2555         }
2556         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2557 }
2558
2559 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2560                                         unsigned long action,
2561                                         void *hcpu)
2562 {
2563         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2564         struct memcg_stock_pcp *stock;
2565         struct mem_cgroup *iter;
2566
2567         if (action == CPU_ONLINE)
2568                 return NOTIFY_OK;
2569
2570         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2571                 return NOTIFY_OK;
2572
2573         for_each_mem_cgroup(iter)
2574                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2575
2576         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2577         drain_stock(stock);
2578         return NOTIFY_OK;
2579 }
2580
2581
2582 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2583 enum {
2584         CHARGE_OK,              /* success */
2585         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2586         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2587         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2588 };
2589
2590 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2591                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2592                                 bool invoke_oom)
2593 {
2594         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2595         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2596         struct res_counter *fail_res;
2597         unsigned long flags = 0;
2598         int ret;
2599
2600         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2601
2602         if (likely(!ret)) {
2603                 if (!do_swap_account)
2604                         return CHARGE_OK;
2605                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2606                 if (likely(!ret))
2607                         return CHARGE_OK;
2608
2609                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2610                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2611                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2612         } else
2613                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2614         /*
2615          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2616          * single page instead.
2617          */
2618         if (nr_pages > min_pages)
2619                 return CHARGE_RETRY;
2620
2621         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2622                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2623
2624         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2625                 return CHARGE_NOMEM;
2626
2627         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2628         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2629                 return CHARGE_RETRY;
2630         /*
2631          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2632          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2633          * before killing the task.
2634          *
2635          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2636          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2637          * to regular pages anyway in case of failure.
2638          */
2639         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2640                 return CHARGE_RETRY;
2641
2642         /*
2643          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2644          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2645          */
2646         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2647                 return CHARGE_RETRY;
2648
2649         if (invoke_oom)
2650                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2651
2652         return CHARGE_NOMEM;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * __mem_cgroup_try_charge() does
2657  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2658  * 2. update res_counter
2659  * 3. call memory reclaim if necessary.
2660  *
2661  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2662  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2663  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2664  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2665  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2666  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2667  *
2668  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2669  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2670  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2671  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2672  *
2673  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2674  * the oom-killer can be invoked.
2675  */
2676 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2677                                    gfp_t gfp_mask,
2678                                    unsigned int nr_pages,
2679                                    struct mem_cgroup **ptr,
2680                                    bool oom)
2681 {
2682         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2683         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2684         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2685         int ret;
2686
2687         /*
2688          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2689          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2690          * MEMDIE process.
2691          */
2692         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2693                      || fatal_signal_pending(current)))
2694                 goto bypass;
2695
2696         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2697                 goto nomem;
2698
2699         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2700                 oom = false;
2701
2702         /*
2703          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2704          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2705          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2706          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2707          */
2708         if (!*ptr && !mm)
2709                 *ptr = root_mem_cgroup;
2710 again:
2711         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2712                 memcg = *ptr;
2713                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2714                         goto done;
2715                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2716                         goto done;
2717                 css_get(&memcg->css);
2718         } else {
2719                 struct task_struct *p;
2720
2721                 rcu_read_lock();
2722                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2723                 /*
2724                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2725                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2726                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2727                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2728                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2729                  * small race, here.
2730                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2731                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2732                  */
2733                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2734                 if (!memcg)
2735                         memcg = root_mem_cgroup;
2736                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2737                         rcu_read_unlock();
2738                         goto done;
2739                 }
2740                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2741                         /*
2742                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2743                          * But considering how consume_stok works, it's not
2744                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2745                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2746                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2747                          * calling consume_stock().
2748                          */
2749                         rcu_read_unlock();
2750                         goto done;
2751                 }
2752                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2753                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2754                         rcu_read_unlock();
2755                         goto again;
2756                 }
2757                 rcu_read_unlock();
2758         }
2759
2760         do {
2761                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2762
2763                 /* If killed, bypass charge */
2764                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2765                         css_put(&memcg->css);
2766                         goto bypass;
2767                 }
2768
2769                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2770                                            nr_pages, invoke_oom);
2771                 switch (ret) {
2772                 case CHARGE_OK:
2773                         break;
2774                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2775                         batch = nr_pages;
2776                         css_put(&memcg->css);
2777                         memcg = NULL;
2778                         goto again;
2779                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2780                         css_put(&memcg->css);
2781                         goto nomem;
2782                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2783                         if (!oom || invoke_oom) {
2784                                 css_put(&memcg->css);
2785                                 goto nomem;
2786                         }
2787                         nr_oom_retries--;
2788                         break;
2789                 }
2790         } while (ret != CHARGE_OK);
2791
2792         if (batch > nr_pages)
2793                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2794         css_put(&memcg->css);
2795 done:
2796         *ptr = memcg;
2797         return 0;
2798 nomem:
2799         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2800                 *ptr = NULL;
2801                 return -ENOMEM;
2802         }
2803 bypass:
2804         *ptr = root_mem_cgroup;
2805         return -EINTR;
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2810  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2811  * gotten by try_charge().
2812  */
2813 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2814                                        unsigned int nr_pages)
2815 {
2816         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2817                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2818
2819                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2820                 if (do_swap_account)
2821                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2822         }
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2827  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2828  */
2829 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2830                                         unsigned int nr_pages)
2831 {
2832         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2833
2834         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2835                 return;
2836
2837         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2838         if (do_swap_account)
2839                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2840                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2841 }
2842
2843 /*
2844  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2845  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2846  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2847  * called against removed memcg.)
2848  */
2849 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2850 {
2851         /* ID 0 is unused ID */
2852         if (!id)
2853                 return NULL;
2854         return mem_cgroup_from_id(id);
2855 }
2856
2857 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2858 {
2859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2860         struct page_cgroup *pc;
2861         unsigned short id;
2862         swp_entry_t ent;
2863
2864         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2865
2866         pc = lookup_page_cgroup(page);
2867         lock_page_cgroup(pc);
2868         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2869                 memcg = pc->mem_cgroup;
2870                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2871                         memcg = NULL;
2872         } else if (PageSwapCache(page)) {
2873                 ent.val = page_private(page);
2874                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2875                 rcu_read_lock();
2876                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2877                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2878                         memcg = NULL;
2879                 rcu_read_unlock();
2880         }
2881         unlock_page_cgroup(pc);
2882         return memcg;
2883 }
2884
2885 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2886                                        struct page *page,
2887                                        unsigned int nr_pages,
2888                                        enum charge_type ctype,
2889                                        bool lrucare)
2890 {
2891         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2892         struct zone *uninitialized_var(zone);
2893         struct lruvec *lruvec;
2894         bool was_on_lru = false;
2895         bool anon;
2896
2897         lock_page_cgroup(pc);
2898         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2899         /*
2900          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2901          * accessed by any other context at this point.
2902          */
2903
2904         /*
2905          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2906          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2907          */
2908         if (lrucare) {
2909                 zone = page_zone(page);
2910                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2911                 if (PageLRU(page)) {
2912                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2913                         ClearPageLRU(page);
2914                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2915                         was_on_lru = true;
2916                 }
2917         }
2918
2919         pc->mem_cgroup = memcg;
2920         /*
2921          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2922          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2923          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2924          * before USED bit, we need memory barrier here.
2925          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2926          */
2927         smp_wmb();
2928         SetPageCgroupUsed(pc);
2929
2930         if (lrucare) {
2931                 if (was_on_lru) {
2932                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2933                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2934                         SetPageLRU(page);
2935                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2936                 }
2937                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2938         }
2939
2940         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2941                 anon = true;
2942         else
2943                 anon = false;
2944
2945         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2946         unlock_page_cgroup(pc);
2947
2948         /*
2949          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2950          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2951          * if they exceeds softlimit.
2952          */
2953         memcg_check_events(memcg, page);
2954 }
2955
2956 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2957
2958 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2959 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2960 {
2961         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2962                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2963 }
2964
2965 /*
2966  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2967  * in the memcg_cache_params struct.
2968  */
2969 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2970 {
2971         struct kmem_cache *cachep;
2972
2973         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2974         cachep = p->root_cache;
2975         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2979 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2980                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2981 {
2982         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2983         struct memcg_cache_params *params;
2984
2985         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2986                 return -EIO;
2987
2988         print_slabinfo_header(m);
2989
2990         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2991         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2992                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2993         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2994
2995         return 0;
2996 }
2997 #endif
2998
2999 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3000 {
3001         struct res_counter *fail_res;
3002         struct mem_cgroup *_memcg;
3003         int ret = 0;
3004
3005         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3006         if (ret)
3007                 return ret;
3008
3009         _memcg = memcg;
3010         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3011                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3012
3013         if (ret == -EINTR)  {
3014                 /*
3015                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3016                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3017                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3018                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3019                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3020                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3021                  * our minds.
3022                  *
3023                  * This condition will only trigger if the task entered
3024                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3025                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3026                  * dying when the allocation triggers should have been already
3027                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3028                  */
3029                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3030                 if (do_swap_account)
3031                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3032                                                   &fail_res);
3033                 ret = 0;
3034         } else if (ret)
3035                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3036
3037         return ret;
3038 }
3039
3040 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3041 {
3042         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3043         if (do_swap_account)
3044                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3045
3046         /* Not down to 0 */
3047         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3048                 return;
3049
3050         /*
3051          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3052          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3053          * outliving the memcg existence.
3054          *
3055          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3056          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3057          */
3058         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3059                 css_put(&memcg->css);
3060 }
3061
3062 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3063 {
3064         if (!memcg)
3065                 return;
3066
3067         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3068         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3069         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3070 }
3071
3072 /*
3073  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3074  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3075  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3076  */
3077 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3078 {
3079         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3080 }
3081
3082 /*
3083  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3084  * operation, because that is its main call site.
3085  *
3086  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3087  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3088  */
3089 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3090 {
3091         int num, ret;
3092
3093         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3094                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3095         if (num < 0)
3096                 return num;
3097         /*
3098          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3099          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3100          * guarantees only one process will set the following boolean
3101          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3102          * by the set_limit_mutex anyway.
3103          */
3104         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3105
3106         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3107         if (ret) {
3108                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3109                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3110                 return ret;
3111         }
3112
3113         memcg->kmemcg_id = num;
3114         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3115         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3116         return 0;
3117 }
3118
3119 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3120 {
3121         ssize_t size;
3122         if (num_groups <= 0)
3123                 return 0;
3124
3125         size = 2 * num_groups;
3126         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3127                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3128         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3129                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3130
3131         return size;
3132 }
3133
3134 /*
3135  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3136  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3137  * calling this.
3138  */
3139 void memcg_update_array_size(int num)
3140 {
3141         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3142                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3143 }
3144
3145 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3146
3147 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3148 {
3149         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3150
3151         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3152
3153         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3154                 int i;
3155                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3156
3157                 size *= sizeof(void *);
3158                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3159
3160                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3161                 if (!s->memcg_params) {
3162                         s->memcg_params = cur_params;
3163                         return -ENOMEM;
3164                 }
3165
3166                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3167
3168                 /*
3169                  * There is the chance it will be bigger than
3170                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3171                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3172                  * have a bigger array.
3173                  *
3174                  * But if that is the case, the data after
3175                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3176                  */
3177                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3178                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3179                                 continue;
3180                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3181                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3182                 }
3183
3184                 /*
3185                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3186                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3187                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3188                  *
3189                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3190                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3191                  * anyway.
3192                  */
3193                 kfree(cur_params);
3194         }
3195         return 0;
3196 }
3197
3198 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3199                          struct kmem_cache *root_cache)
3200 {
3201         size_t size;
3202
3203         if (!memcg_kmem_enabled())
3204                 return 0;
3205
3206         if (!memcg) {
3207                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3208                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3209         } else
3210                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3211
3212         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3213         if (!s->memcg_params)
3214                 return -ENOMEM;
3215
3216         if (memcg) {
3217                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3218                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3219                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3220                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3221         } else
3222                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3223
3224         return 0;
3225 }
3226
3227 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3228 {
3229         struct kmem_cache *root;
3230         struct mem_cgroup *memcg;
3231         int id;
3232
3233         /*
3234          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3235          * add any memcg.
3236          */
3237         if (!s->memcg_params)
3238                 return;
3239
3240         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3241                 goto out;
3242
3243         memcg = s->memcg_params->memcg;
3244         id  = memcg_cache_id(memcg);
3245
3246         root = s->memcg_params->root_cache;
3247         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3248
3249         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3250         list_del(&s->memcg_params->list);
3251         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3252
3253         css_put(&memcg->css);
3254 out:
3255         kfree(s->memcg_params);
3256 }
3257
3258 /*
3259  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3260  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3261  * enqueing new caches to be created.
3262  *
3263  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3264  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3265  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3266  * objects during debug.
3267  *
3268  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3269  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3270  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3271  * cache again, failing at the same point.
3272  *
3273  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3274  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3275  * inside the following two functions.
3276  */
3277 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3278 {
3279         VM_BUG_ON(!current->mm);
3280         current->memcg_kmem_skip_account++;
3281 }
3282
3283 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3284 {
3285         VM_BUG_ON(!current->mm);
3286         current->memcg_kmem_skip_account--;
3287 }
3288
3289 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3290 {
3291         struct kmem_cache *cachep;
3292         struct memcg_cache_params *p;
3293
3294         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3295
3296         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3297
3298         /*
3299          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3300          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3301          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3302          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3303          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3304          *
3305          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3306          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3307          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3308          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3309          * destroy it.
3310          *
3311          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3312          * again
3313          */
3314         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3315                 kmem_cache_shrink(cachep);
3316                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3317                         return;
3318         } else
3319                 kmem_cache_destroy(cachep);
3320 }
3321
3322 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3323 {
3324         if (!cachep->memcg_params->dead)
3325                 return;
3326
3327         /*
3328          * There are many ways in which we can get here.
3329          *
3330          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3331          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3332          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3333          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3334          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3335          *
3336          * But we can also get here from the worker itself, if
3337          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3338          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3339          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3340          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3341          *
3342          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3343          * running if there is already work pending
3344          */
3345         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3346                 return;
3347         /*
3348          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3349          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3350          */
3351         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3352 }
3353
3354 /*
3355  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3356  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3357  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3358  *
3359  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3360  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3361  */
3362 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3363
3364 /*
3365  * Called with memcg_cache_mutex held
3366  */
3367 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3368                                          struct kmem_cache *s)
3369 {
3370         struct kmem_cache *new;
3371         static char *tmp_name = NULL;
3372
3373         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3374
3375         /*
3376          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3377          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3378          * This static temporary buffer is used to prevent from
3379          * pointless shortliving allocation.
3380          */
3381         if (!tmp_name) {
3382                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3383                 if (!tmp_name)
3384                         return NULL;
3385         }
3386
3387         rcu_read_lock();
3388         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3389                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3390         rcu_read_unlock();
3391
3392         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3393                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3394
3395         if (new)
3396                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3397
3398         return new;
3399 }
3400
3401 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3402                                                   struct kmem_cache *cachep)
3403 {
3404         struct kmem_cache *new_cachep;
3405         int idx;
3406
3407         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3408
3409         idx = memcg_cache_id(memcg);
3410
3411         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3412         new_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3413         if (new_cachep) {
3414                 css_put(&memcg->css);
3415                 goto out;
3416         }
3417
3418         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3419         if (new_cachep == NULL) {
3420                 new_cachep = cachep;
3421                 css_put(&memcg->css);
3422                 goto out;
3423         }
3424
3425         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3426
3427         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3428         /*
3429          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3430          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3431          */
3432         wmb();
3433 out:
3434         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3435         return new_cachep;
3436 }
3437
3438 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3439 {
3440         struct kmem_cache *c;
3441         int i;
3442
3443         if (!s->memcg_params)
3444                 return;
3445         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3446                 return;
3447
3448         /*
3449          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3450          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3451          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3452          *
3453          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3454          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3455          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3456          */
3457         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3458         for_each_memcg_cache_index(i) {
3459                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3460                 if (!c)
3461                         continue;
3462
3463                 /*
3464                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3465                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3466                  * proceed with destruction ourselves.
3467                  *
3468                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3469                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3470                  * the cache still have active pages until this very moment.
3471                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3472                  *
3473                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3474                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3475                  */
3476                 c->memcg_params->dead = false;
3477                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3478                 kmem_cache_destroy(c);
3479         }
3480         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3481 }
3482
3483 struct create_work {
3484         struct mem_cgroup *memcg;
3485         struct kmem_cache *cachep;
3486         struct work_struct work;
3487 };
3488
3489 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3490 {
3491         struct kmem_cache *cachep;
3492         struct memcg_cache_params *params;
3493
3494         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3495                 return;
3496
3497         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3498         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3499                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3500                 cachep->memcg_params->dead = true;
3501                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3502         }
3503         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3504 }
3505
3506 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3507 {
3508         struct create_work *cw;
3509
3510         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3511         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3512         kfree(cw);
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3517  */
3518 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3519                                          struct kmem_cache *cachep)
3520 {
3521         struct create_work *cw;
3522
3523         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3524         if (cw == NULL) {
3525                 css_put(&memcg->css);
3526                 return;
3527         }
3528
3529         cw->memcg = memcg;
3530         cw->cachep = cachep;
3531
3532         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3533         schedule_work(&cw->work);
3534 }
3535
3536 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3537                                        struct kmem_cache *cachep)
3538 {
3539         /*
3540          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3541          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3542          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3543          *
3544          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3545          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3546          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3547          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3548          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3549          */
3550         memcg_stop_kmem_account();
3551         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3552         memcg_resume_kmem_account();
3553 }
3554 /*
3555  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3556  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3557  *
3558  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3559  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3560  * in a workqueue.
3561  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3562  * the original cache.
3563  *
3564  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3565  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3566  */
3567 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3568                                           gfp_t gfp)
3569 {
3570         struct mem_cgroup *memcg;
3571         int idx;
3572
3573         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3574         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3575
3576         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3577                 return cachep;
3578
3579         rcu_read_lock();
3580         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3581
3582         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3583                 goto out;
3584
3585         idx = memcg_cache_id(memcg);
3586
3587         /*
3588          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3589          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3590          */
3591         read_barrier_depends();
3592         if (likely(cache_from_memcg_idx(cachep, idx))) {
3593                 cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3594                 goto out;
3595         }
3596
3597         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3598         if (!css_tryget(&memcg->css))
3599                 goto out;
3600         rcu_read_unlock();
3601
3602         /*
3603          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3604          * context), we could be be predictable and return right away.
3605          * This would guarantee that the allocation being performed
3606          * already belongs in the new cache.
3607          *
3608          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3609          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3610          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3611          * with the slab_mutex held.
3612          *
3613          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3614          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3615          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3616          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3617          * better to defer everything.
3618          */
3619         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3620         return cachep;
3621 out:
3622         rcu_read_unlock();
3623         return cachep;
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3626
3627 /*
3628  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3629  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3630  * need a further commit step to do the final arrangements.
3631  *
3632  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3633  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3634  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3635  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3636  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3637  * the compiled-out case as well.
3638  *
3639  * Returning true means the allocation is possible.
3640  */
3641 bool
3642 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3643 {
3644         struct mem_cgroup *memcg;
3645         int ret;
3646
3647         *_memcg = NULL;
3648
3649         /*
3650          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3651          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3652          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3653          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3654          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3655          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3656          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3657          *
3658          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3659          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3660          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3661          * the SLUB allocator:
3662          *
3663          *      memcg_stop_kmem_account();
3664          *      kmalloc(<large_number>)
3665          *      memcg_resume_kmem_account();
3666          *
3667          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3668          * since it will drive us directly to this function without passing
3669          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3670          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3671          * cache arrays. We bring this test here.
3672          */
3673         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3674                 return true;
3675
3676         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3677
3678         /*
3679          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3680          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3681          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3682          */
3683         if (unlikely(!memcg))
3684                 return true;
3685
3686         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3687                 css_put(&memcg->css);
3688                 return true;
3689         }
3690
3691         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3692         if (!ret)
3693                 *_memcg = memcg;
3694
3695         css_put(&memcg->css);
3696         return (ret == 0);
3697 }
3698
3699 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3700                               int order)
3701 {
3702         struct page_cgroup *pc;
3703
3704         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3705
3706         /* The page allocation failed. Revert */
3707         if (!page) {
3708                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3709                 return;
3710         }
3711
3712         pc = lookup_page_cgroup(page);
3713         lock_page_cgroup(pc);
3714         pc->mem_cgroup = memcg;
3715         SetPageCgroupUsed(pc);
3716         unlock_page_cgroup(pc);
3717 }
3718
3719 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3720 {
3721         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3722         struct page_cgroup *pc;
3723
3724
3725         pc = lookup_page_cgroup(page);
3726         /*
3727          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3728          * check again after locking.
3729          */
3730         if (!PageCgroupUsed(pc))
3731                 return;
3732
3733         lock_page_cgroup(pc);
3734         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3735                 memcg = pc->mem_cgroup;
3736                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3737         }
3738         unlock_page_cgroup(pc);
3739
3740         /*
3741          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3742          * is a valid allocation
3743          */
3744         if (!memcg)
3745                 return;
3746
3747         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3748         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3749 }
3750 #else
3751 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3752 {
3753 }
3754 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3755
3756 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3757
3758 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3759 /*
3760  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3761  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3762  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3763  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3764  */
3765 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3766 {
3767         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3768         struct page_cgroup *pc;
3769         struct mem_cgroup *memcg;
3770         int i;
3771
3772         if (mem_cgroup_disabled())
3773                 return;
3774
3775         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3776         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3777                 pc = head_pc + i;
3778                 pc->mem_cgroup = memcg;
3779                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3780                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3781         }
3782         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3783                        HPAGE_PMD_NR);
3784 }
3785 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3786
3787 static inline
3788 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3789                                         struct mem_cgroup *to,
3790                                         unsigned int nr_pages,
3791                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3792 {
3793         /* Update stat data for mem_cgroup */
3794         preempt_disable();
3795         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3796         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3797         preempt_enable();
3798 }
3799
3800 /**
3801  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3802  * @page: the page
3803  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3804  * @pc: page_cgroup of the page.
3805  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3806  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3807  *
3808  * The caller must confirm following.
3809  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3810  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3811  *
3812  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3813  * from old cgroup.
3814  */
3815 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3816                                    unsigned int nr_pages,
3817                                    struct page_cgroup *pc,
3818                                    struct mem_cgroup *from,
3819                                    struct mem_cgroup *to)
3820 {
3821         unsigned long flags;
3822         int ret;
3823         bool anon = PageAnon(page);
3824
3825         VM_BUG_ON(from == to);
3826         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3827         /*
3828          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3829          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3830          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3831          * hold it.
3832          */
3833         ret = -EBUSY;
3834         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3835                 goto out;
3836
3837         lock_page_cgroup(pc);
3838
3839         ret = -EINVAL;
3840         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3841                 goto unlock;
3842
3843         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3844
3845         if (!anon && page_mapped(page))
3846                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3847                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3848
3849         if (PageWriteback(page))
3850                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3851                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3852
3853         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3854
3855         /* caller should have done css_get */
3856         pc->mem_cgroup = to;
3857         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3858         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3859         ret = 0;
3860 unlock:
3861         unlock_page_cgroup(pc);
3862         /*
3863          * check events
3864          */
3865         memcg_check_events(to, page);
3866         memcg_check_events(from, page);
3867 out:
3868         return ret;
3869 }
3870
3871 /**
3872  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3873  * @page: the page to move
3874  * @pc: page_cgroup of the page
3875  * @child: page's cgroup
3876  *
3877  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3878  * parent (aka use_hierarchy==0).
3879  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3880  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3881  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3882  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3883  * on the next attempt and the call should be retried later.
3884  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3885  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3886  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3887  * LRU or vanish.
3888  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3889  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3890  * disappear in the next attempt.
3891  */
3892 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3893                                   struct page_cgroup *pc,
3894                                   struct mem_cgroup *child)
3895 {
3896         struct mem_cgroup *parent;
3897         unsigned int nr_pages;
3898         unsigned long uninitialized_var(flags);
3899         int ret;
3900
3901         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3902
3903         ret = -EBUSY;
3904         if (!get_page_unless_zero(page))
3905                 goto out;
3906         if (isolate_lru_page(page))
3907                 goto put;
3908
3909         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3910
3911         parent = parent_mem_cgroup(child);
3912         /*
3913          * If no parent, move charges to root cgroup.
3914          */
3915         if (!parent)
3916                 parent = root_mem_cgroup;
3917
3918         if (nr_pages > 1) {
3919                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3920                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3921         }
3922
3923         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3924                                 pc, child, parent);
3925         if (!ret)
3926                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3927
3928         if (nr_pages > 1)
3929                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3930         putback_lru_page(page);
3931 put:
3932         put_page(page);
3933 out:
3934         return ret;
3935 }
3936
3937 /*
3938  * Charge the memory controller for page usage.
3939  * Return
3940  * 0 if the charge was successful
3941  * < 0 if the cgroup is over its limit
3942  */
3943 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3944                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3945 {
3946         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3947         unsigned int nr_pages = 1;
3948         bool oom = true;
3949         int ret;
3950
3951         if (PageTransHuge(page)) {
3952                 nr_pages <<= compound_order(page);
3953                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3954                 /*
3955                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3956                  * fault handler will fall back to regular pages.
3957                  */
3958                 oom = false;
3959         }
3960
3961         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3962         if (ret == -ENOMEM)
3963                 return ret;
3964         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3965         return 0;
3966 }
3967
3968 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3969                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3970 {
3971         if (mem_cgroup_disabled())
3972                 return 0;
3973         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3974         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3975         VM_BUG_ON(!mm);
3976         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3977                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3978 }
3979
3980 /*
3981  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3982  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3983  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3984  * "commit()" or removed by "cancel()"
3985  */
3986 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3987                                           struct page *page,
3988                                           gfp_t mask,
3989                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3990 {
3991         struct mem_cgroup *memcg;
3992         struct page_cgroup *pc;
3993         int ret;
3994
3995         pc = lookup_page_cgroup(page);
3996         /*
3997          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3998          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3999          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
4000          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
4001          * in turn serializes uncharging.
4002          */
4003         if (PageCgroupUsed(pc))
4004                 return 0;
4005         if (!do_swap_account)
4006                 goto charge_cur_mm;
4007         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4008         if (!memcg)
4009                 goto charge_cur_mm;
4010         *memcgp = memcg;
4011         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4012         css_put(&memcg->css);
4013         if (ret == -EINTR)
4014                 ret = 0;
4015         return ret;
4016 charge_cur_mm:
4017         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4018         if (ret == -EINTR)
4019                 ret = 0;
4020         return ret;
4021 }
4022
4023 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4024                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4025 {
4026         *memcgp = NULL;
4027         if (mem_cgroup_disabled())
4028                 return 0;
4029         /*
4030          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4031          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4032          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4033          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4034          */
4035         if (!PageSwapCache(page)) {
4036                 int ret;
4037
4038                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4039                 if (ret == -EINTR)
4040                         ret = 0;
4041                 return ret;
4042         }
4043         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4044 }
4045
4046 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4047 {
4048         if (mem_cgroup_disabled())
4049                 return;
4050         if (!memcg)
4051                 return;
4052         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4053 }
4054
4055 static void
4056 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4057                                         enum charge_type ctype)
4058 {
4059         if (mem_cgroup_disabled())
4060                 return;
4061         if (!memcg)
4062                 return;
4063
4064         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4065         /*
4066          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4067          * counted both as mem and swap....double count.
4068          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4069          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4070          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4071          */
4072         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4073                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4074                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4075         }
4076 }
4077
4078 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4079                                      struct mem_cgroup *memcg)
4080 {
4081         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4082                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4083 }
4084
4085 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4086                                 gfp_t gfp_mask)
4087 {
4088         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4089         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4090         int ret;
4091
4092         if (mem_cgroup_disabled())
4093                 return 0;
4094         if (PageCompound(page))
4095                 return 0;
4096
4097         if (!PageSwapCache(page))
4098                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4099         else { /* page is swapcache/shmem */
4100                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4101                                                      gfp_mask, &memcg);
4102                 if (!ret)
4103                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4104         }
4105         return ret;
4106 }
4107
4108 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4109                                    unsigned int nr_pages,
4110                                    const enum charge_type ctype)
4111 {
4112         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4113         bool uncharge_memsw = true;
4114
4115         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4116         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4117                 uncharge_memsw = false;
4118
4119         batch = &current->memcg_batch;
4120         /*
4121          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4122          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4123          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4124          */
4125         if (!batch->memcg)
4126                 batch->memcg = memcg;
4127         /*
4128          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4129          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4130          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4131          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4132          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4133          */
4134
4135         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4136                 goto direct_uncharge;
4137
4138         if (nr_pages > 1)
4139                 goto direct_uncharge;
4140
4141         /*
4142          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4143          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4144          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4145          */
4146         if (batch->memcg != memcg)
4147                 goto direct_uncharge;
4148         /* remember freed charge and uncharge it later */
4149         batch->nr_pages++;
4150         if (uncharge_memsw)
4151                 batch->memsw_nr_pages++;
4152         return;
4153 direct_uncharge:
4154         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4155         if (uncharge_memsw)
4156                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4157         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4158                 memcg_oom_recover(memcg);
4159 }
4160
4161 /*
4162  * uncharge if !page_mapped(page)
4163  */
4164 static struct mem_cgroup *
4165 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4166                              bool end_migration)
4167 {
4168         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4169         unsigned int nr_pages = 1;
4170         struct page_cgroup *pc;
4171         bool anon;
4172
4173         if (mem_cgroup_disabled())
4174                 return NULL;
4175
4176         if (PageTransHuge(page)) {
4177                 nr_pages <<= compound_order(page);
4178                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4179         }
4180         /*
4181          * Check if our page_cgroup is valid
4182          */
4183         pc = lookup_page_cgroup(page);
4184         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4185                 return NULL;
4186
4187         lock_page_cgroup(pc);
4188
4189         memcg = pc->mem_cgroup;
4190
4191         if (!PageCgroupUsed(pc))
4192                 goto unlock_out;
4193
4194         anon = PageAnon(page);
4195
4196         switch (ctype) {
4197         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4198                 /*
4199                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4200                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4201                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4202                  */
4203                 anon = true;
4204                 /* fallthrough */
4205         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4206                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4207                 if (page_mapped(page))
4208                         goto unlock_out;
4209                 /*
4210                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4211                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4212                  * unused post-migration page and so it has to call
4213                  * here with the migration bit still set.  See the
4214                  * res_counter handling below.
4215                  */
4216                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4217                         goto unlock_out;
4218                 break;
4219         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4220                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4221                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4222                                 goto unlock_out;
4223                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4224                                 goto unlock_out;
4225                 break;
4226         default:
4227                 break;
4228         }
4229
4230         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4231
4232         ClearPageCgroupUsed(pc);
4233         /*
4234          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4235          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4236          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4237          * special functions.
4238          */
4239
4240         unlock_page_cgroup(pc);
4241         /*
4242          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4243          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4244          */
4245         memcg_check_events(memcg, page);
4246         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4247                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4248                 css_get(&memcg->css);
4249         }
4250         /*
4251          * Migration does not charge the res_counter for the
4252          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4253          * page that is unused after the migration.
4254          */
4255         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4256                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4257
4258         return memcg;
4259
4260 unlock_out:
4261         unlock_page_cgroup(pc);
4262         return NULL;
4263 }
4264
4265 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4266 {
4267         /* early check. */
4268         if (page_mapped(page))
4269                 return;
4270         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4271         /*
4272          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4273          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4274          * and handles memcg lifetime.
4275          *
4276          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4277          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4278          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4279          * 0, there won't be any page table references to the swap
4280          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4281          * page to disk.
4282          */
4283         if (PageSwapCache(page))
4284                 return;
4285         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4286 }
4287
4288 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4289 {
4290         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4291         VM_BUG_ON(page->mapping);
4292         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4293 }
4294
4295 /*
4296  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4297  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4298  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4299  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4300  * This may be called prural(2) times in a context,
4301  */
4302
4303 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4304 {
4305         current->memcg_batch.do_batch++;
4306         /* We can do nest. */
4307         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4308                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4309                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4310                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4311         }
4312 }
4313
4314 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4315 {
4316         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4317
4318         if (!batch->do_batch)
4319                 return;
4320
4321         batch->do_batch--;
4322         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4323                 return;
4324
4325         if (!batch->memcg)
4326                 return;
4327         /*
4328          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4329          * bacause we hide charges behind us.
4330          */
4331         if (batch->nr_pages)
4332                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4333                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4334         if (batch->memsw_nr_pages)
4335                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4336                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4337         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4338         /* forget this pointer (for sanity check) */
4339         batch->memcg = NULL;
4340 }
4341
4342 #ifdef CONFIG_SWAP
4343 /*
4344  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4345  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4346  */
4347 void
4348 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4349 {
4350         struct mem_cgroup *memcg;
4351         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4352
4353         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4354                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4355
4356         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4357
4358         /*
4359          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4360          * css_get() was called in uncharge().
4361          */
4362         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4363                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4364 }
4365 #endif
4366
4367 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4368 /*
4369  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4370  * uncharge "memsw" account.
4371  */
4372 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4373 {
4374         struct mem_cgroup *memcg;
4375         unsigned short id;
4376
4377         if (!do_swap_account)
4378                 return;
4379
4380         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4381         rcu_read_lock();
4382         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4383         if (memcg) {
4384                 /*
4385                  * We uncharge this because swap is freed.
4386                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4387                  */
4388                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4389                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4390                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4391                 css_put(&memcg->css);
4392         }
4393         rcu_read_unlock();
4394 }
4395
4396 /**
4397  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4398  * @entry: swap entry to be moved
4399  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4400  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4401  *
4402  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4403  * as the mem_cgroup's id of @from.
4404  *
4405  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4406  *
4407  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4408  * both res and memsw, and called css_get().
4409  */
4410 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4411                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4412 {
4413         unsigned short old_id, new_id;
4414
4415         old_id = mem_cgroup_id(from);
4416         new_id = mem_cgroup_id(to);
4417
4418         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4419                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4420                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4421                 /*
4422                  * This function is only called from task migration context now.
4423                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4424                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4425                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4426                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4427                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4428                  *
4429                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4430                  * alive, so we can just call css_get().
4431                  */
4432                 css_get(&to->css);
4433                 return 0;
4434         }
4435         return -EINVAL;
4436 }
4437 #else
4438 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4439                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4440 {
4441         return -EINVAL;
4442 }
4443 #endif
4444
4445 /*
4446  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4447  * page belongs to.
4448  */
4449 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4450                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4451 {
4452         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4453         unsigned int nr_pages = 1;
4454         struct page_cgroup *pc;
4455         enum charge_type ctype;
4456
4457         *memcgp = NULL;
4458
4459         if (mem_cgroup_disabled())
4460                 return;
4461
4462         if (PageTransHuge(page))
4463                 nr_pages <<= compound_order(page);
4464
4465         pc = lookup_page_cgroup(page);
4466         lock_page_cgroup(pc);
4467         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4468                 memcg = pc->mem_cgroup;
4469                 css_get(&memcg->css);
4470                 /*
4471                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4472                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4473                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4474                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4475                  * until end_migration() is called
4476                  *
4477                  * Corner Case Thinking
4478                  * A)
4479                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4480                  * while migration was ongoing.
4481                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4482                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4483                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4484                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4485                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4486                  *
4487                  * B)
4488                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4489                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4490                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4491                  * without charging it again.
4492                  *
4493                  * C)
4494                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4495                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4496                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4497                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4498                  */
4499                 if (PageAnon(page))
4500                         SetPageCgroupMigration(pc);
4501         }
4502         unlock_page_cgroup(pc);
4503         /*
4504          * If the page is not charged at this point,
4505          * we return here.
4506          */
4507         if (!memcg)
4508                 return;
4509
4510         *memcgp = memcg;
4511         /*
4512          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4513          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4514          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4515          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4516          */
4517         if (PageAnon(page))
4518                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4519         else
4520                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4521         /*
4522          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4523          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4524          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4525          */
4526         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4527 }
4528
4529 /* remove redundant charge if migration failed*/
4530 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4531         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4532 {
4533         struct page *used, *unused;
4534         struct page_cgroup *pc;
4535         bool anon;
4536
4537         if (!memcg)
4538                 return;
4539
4540         if (!migration_ok) {
4541                 used = oldpage;
4542                 unused = newpage;
4543         } else {
4544                 used = newpage;
4545                 unused = oldpage;
4546         }
4547         anon = PageAnon(used);
4548         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4549                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4550                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4551                                      true);
4552         css_put(&memcg->css);
4553         /*
4554          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4555          * of the page goes down to zero, temporarly.
4556          * Clear the flag and check the page should be charged.
4557          */
4558         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4559         lock_page_cgroup(pc);
4560         ClearPageCgroupMigration(pc);
4561         unlock_page_cgroup(pc);
4562
4563         /*
4564          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4565          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4566          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4567          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4568          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4569          * check. (see prepare_charge() also)
4570          */
4571         if (anon)
4572                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4573 }
4574
4575 /*
4576  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4577  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4578  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4579  */
4580 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4581                                   struct page *newpage)
4582 {
4583         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4584         struct page_cgroup *pc;
4585         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4586
4587         if (mem_cgroup_disabled())
4588                 return;
4589
4590         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4591         /* fix accounting on old pages */
4592         lock_page_cgroup(pc);
4593         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4594                 memcg = pc->mem_cgroup;
4595                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4596                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4597         }
4598         unlock_page_cgroup(pc);
4599
4600         /*
4601          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4602          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4603          */
4604         if (!memcg)
4605                 return;
4606         /*
4607          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4608          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4609          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4610          */
4611         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4612 }
4613
4614 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4615 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4616 {
4617         struct page_cgroup *pc;
4618
4619         pc = lookup_page_cgroup(page);
4620         /*
4621          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4622          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4623          * or when mem_cgroup_disabled().
4624          */
4625         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4626                 return pc;
4627         return NULL;
4628 }
4629
4630 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4631 {
4632         if (mem_cgroup_disabled())
4633                 return false;
4634
4635         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4636 }
4637
4638 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4639 {
4640         struct page_cgroup *pc;
4641
4642         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4643         if (pc) {
4644                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4645                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4646         }
4647 }
4648 #endif
4649
4650 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4651                                 unsigned long long val)
4652 {
4653         int retry_count;
4654         u64 memswlimit, memlimit;
4655         int ret = 0;
4656         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4657         u64 curusage, oldusage;
4658         int enlarge;
4659
4660         /*
4661          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4662          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4663          * of # of children which we should visit in this loop.
4664          */
4665         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4666
4667         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4668
4669         enlarge = 0;
4670         while (retry_count) {
4671                 if (signal_pending(current)) {
4672                         ret = -EINTR;
4673                         break;
4674                 }
4675                 /*
4676                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4677                  * open coded manner. You see what this really does.
4678                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4679                  */
4680                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4681                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4682                 if (memswlimit < val) {
4683                         ret = -EINVAL;
4684                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4685                         break;
4686                 }
4687
4688                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4689                 if (memlimit < val)
4690                         enlarge = 1;
4691
4692                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4693                 if (!ret) {
4694                         if (memswlimit == val)
4695                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4696                         else
4697                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4698                 }
4699                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4700
4701                 if (!ret)
4702                         break;
4703
4704                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4705                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4706                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4707                 /* Usage is reduced ? */
4708                 if (curusage >= oldusage)
4709                         retry_count--;
4710                 else
4711                         oldusage = curusage;
4712         }
4713         if (!ret && enlarge)
4714                 memcg_oom_recover(memcg);
4715
4716         return ret;
4717 }
4718
4719 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4720                                         unsigned long long val)
4721 {
4722         int retry_count;
4723         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4724         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4725         int ret = -EBUSY;
4726         int enlarge = 0;
4727
4728         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4729         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4730         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4731         while (retry_count) {
4732                 if (signal_pending(current)) {
4733                         ret = -EINTR;
4734                         break;
4735                 }
4736                 /*
4737                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4738                  * open coded manner. You see what this really does.
4739                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4740                  */
4741                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4742                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4743                 if (memlimit > val) {
4744                         ret = -EINVAL;
4745                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4746                         break;
4747                 }
4748                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4749                 if (memswlimit < val)
4750                         enlarge = 1;
4751                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4752                 if (!ret) {
4753                         if (memlimit == val)
4754                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4755                         else
4756                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4757                 }
4758                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4759
4760                 if (!ret)
4761                         break;
4762
4763                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4764                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4765                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4766                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4767                 /* Usage is reduced ? */
4768                 if (curusage >= oldusage)
4769                         retry_count--;
4770                 else
4771                         oldusage = curusage;
4772         }
4773         if (!ret && enlarge)
4774                 memcg_oom_recover(memcg);
4775         return ret;
4776 }
4777
4778 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4779                                             gfp_t gfp_mask,
4780                                             unsigned long *total_scanned)
4781 {
4782         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4783         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4784         unsigned long reclaimed;
4785         int loop = 0;
4786         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4787         unsigned long long excess;
4788         unsigned long nr_scanned;
4789
4790         if (order > 0)
4791                 return 0;
4792
4793         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4794         /*
4795          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4796          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4797          * pressure
4798          */
4799         do {
4800                 if (next_mz)
4801                         mz = next_mz;
4802                 else
4803                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4804                 if (!mz)
4805                         break;
4806
4807                 nr_scanned = 0;
4808                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4809                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4810                 nr_reclaimed += reclaimed;
4811                 *total_scanned += nr_scanned;
4812                 spin_lock(&mctz->lock);
4813
4814                 /*
4815                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4816                  * it is time to move on to the next cgroup
4817                  */
4818                 next_mz = NULL;
4819                 if (!reclaimed) {
4820                         do {
4821                                 /*
4822                                  * Loop until we find yet another one.
4823                                  *
4824                                  * By the time we get the soft_limit lock
4825                                  * again, someone might have aded the
4826                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4827                                  * make sure we get a different mem.
4828                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4829                                  * NULL if no other cgroup is present on
4830                                  * the tree
4831                                  */
4832                                 next_mz =
4833                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4834                                 if (next_mz == mz)
4835                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4836                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4837                                         break;
4838                         } while (1);
4839                 }
4840                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4841                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4842                 /*
4843                  * One school of thought says that we should not add
4844                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4845                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4846                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4847                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4848                  * term TODO.
4849                  */
4850                 /* If excess == 0, no tree ops */
4851                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4852                 spin_unlock(&mctz->lock);
4853                 css_put(&mz->memcg->css);
4854                 loop++;
4855                 /*
4856                  * Could not reclaim anything and there are no more
4857                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4858                  * reclaiming anything.
4859                  */
4860                 if (!nr_reclaimed &&
4861                         (next_mz == NULL ||
4862                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4863                         break;
4864         } while (!nr_reclaimed);
4865         if (next_mz)
4866                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4867         return nr_reclaimed;
4868 }
4869
4870 /**
4871  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4872  * @memcg: group to clear
4873  * @node: NUMA node
4874  * @zid: zone id
4875  * @lru: lru to to clear
4876  *
4877  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4878  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4879  * group.
4880  */
4881 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4882                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4883 {
4884         struct lruvec *lruvec;
4885         unsigned long flags;
4886         struct list_head *list;
4887         struct page *busy;
4888         struct zone *zone;
4889
4890         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4891         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4892         list = &lruvec->lists[lru];
4893
4894         busy = NULL;
4895         do {
4896                 struct page_cgroup *pc;
4897                 struct page *page;
4898
4899                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4900                 if (list_empty(list)) {
4901                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4902                         break;
4903                 }
4904                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4905                 if (busy == page) {
4906                         list_move(&page->lru, list);
4907                         busy = NULL;
4908                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4909                         continue;
4910                 }
4911                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4912
4913                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4914
4915                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4916                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4917                         busy = page;
4918                         cond_resched();
4919                 } else
4920                         busy = NULL;
4921         } while (!list_empty(list));
4922 }
4923
4924 /*
4925  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4926  * all the charges and pages to the parent.
4927  * This enables deleting this mem_cgroup.
4928  *
4929  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4930  */
4931 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4932 {
4933         int node, zid;
4934         u64 usage;
4935
4936         do {
4937                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4938                 lru_add_drain_all();
4939                 drain_all_stock_sync(memcg);
4940                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4941                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4942                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4943                                 enum lru_list lru;
4944                                 for_each_lru(lru) {
4945                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4946                                                         node, zid, lru);
4947                                 }
4948                         }
4949                 }
4950                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4951                 memcg_oom_recover(memcg);
4952                 cond_resched();
4953
4954                 /*
4955                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4956                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4957                  * expect their value to drop to 0 here.
4958                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4959                  *
4960                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4961                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4962                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4963                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4964                  * charge before adding to the LRU.
4965                  */
4966                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4967                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4968         } while (usage > 0);
4969 }
4970
4971 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4972 {
4973         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4974         /*
4975          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4976          * of children, but it prevents a new child from being
4977          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4978          * enough to decide whether hierarchically inherited
4979          * attributes can still be changed or not.
4980          */
4981         return memcg->use_hierarchy &&
4982                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4983 }
4984
4985 /*
4986  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4987  * the rest to the parent.
4988  *
4989  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4990  */
4991 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4992 {
4993         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4994         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4995
4996         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4997         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4998                 return -EBUSY;
4999
5000         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5001         lru_add_drain_all();
5002         /* try to free all pages in this cgroup */
5003         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5004                 int progress;
5005
5006                 if (signal_pending(current))
5007                         return -EINTR;
5008
5009                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5010                                                 false);
5011                 if (!progress) {
5012                         nr_retries--;
5013                         /* maybe some writeback is necessary */
5014                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5015                 }
5016
5017         }
5018         lru_add_drain();
5019         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5020
5021         return 0;
5022 }
5023
5024 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5025                                         unsigned int event)
5026 {
5027         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5028
5029         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5030                 return -EINVAL;
5031         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5032 }
5033
5034 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5035                                      struct cftype *cft)
5036 {
5037         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5038 }
5039
5040 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5041                                       struct cftype *cft, u64 val)
5042 {
5043         int retval = 0;
5044         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5045         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5046
5047         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5048
5049         if (memcg->use_hierarchy == val)
5050                 goto out;
5051
5052         /*
5053          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5054          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5055          * occur, provided the current cgroup has no children.
5056          *
5057          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5058          * set if there are no children.
5059          */
5060         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5061                                 (val == 1 || val == 0)) {
5062                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5063                         memcg->use_hierarchy = val;
5064                 else
5065                         retval = -EBUSY;
5066         } else
5067                 retval = -EINVAL;
5068
5069 out:
5070         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5071
5072         return retval;
5073 }
5074
5075
5076 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5077                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5078 {
5079         struct mem_cgroup *iter;
5080         long val = 0;
5081
5082         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5083         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5084                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5085
5086         if (val < 0) /* race ? */
5087                 val = 0;
5088         return val;
5089 }
5090
5091 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5092 {
5093         u64 val;
5094
5095         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5096                 if (!swap)
5097                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5098                 else
5099                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5100         }
5101
5102         /*
5103          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5104          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5105          */
5106         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5107         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5108
5109         if (swap)
5110                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5111
5112         return val << PAGE_SHIFT;
5113 }
5114
5115 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5116                                struct cftype *cft, struct file *file,
5117                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5118 {
5119         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5120         char str[64];
5121         u64 val;
5122         int name, len;
5123         enum res_type type;
5124
5125         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5126         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5127
5128         switch (type) {
5129         case _MEM:
5130                 if (name == RES_USAGE)
5131                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5132                 else
5133                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5134                 break;
5135         case _MEMSWAP:
5136                 if (name == RES_USAGE)
5137                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5138                 else
5139                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5140                 break;
5141         case _KMEM:
5142                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5143                 break;
5144         default:
5145                 BUG();
5146         }
5147
5148         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5149         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5150 }
5151
5152 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5153 {
5154         int ret = -EINVAL;
5155 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5157         /*
5158          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5159          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5160          * already joined.
5161          *
5162          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5163          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5164          * place, which makes the value quite meaningless.
5165          *
5166          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5167          * of course permitted.
5168          */
5169         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5170         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5171         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5172                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5173                         ret = -EBUSY;
5174                         goto out;
5175                 }
5176                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5177                 VM_BUG_ON(ret);
5178
5179                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5180                 if (ret) {
5181                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5182                         goto out;
5183                 }
5184                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5185                 /*
5186                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5187                  * starts accounting before all call sites are patched
5188                  */
5189                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5190         } else
5191                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5192 out:
5193         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5194         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5195 #endif
5196         return ret;
5197 }
5198
5199 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5200 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5201 {
5202         int ret = 0;
5203         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5204         if (!parent)
5205                 goto out;
5206
5207         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5208         /*
5209          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5210          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5211          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5212          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5213          * parents.
5214          *
5215          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5216          * that is accounted.
5217          */
5218         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5219                 goto out;
5220
5221         /*
5222          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5223          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5224          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5225          */
5226         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5227
5228         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5229         memcg_stop_kmem_account();
5230         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5231         memcg_resume_kmem_account();
5232         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5233 out:
5234         return ret;
5235 }
5236 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5237
5238 /*
5239  * The user of this function is...
5240  * RES_LIMIT.
5241  */
5242 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5243                             const char *buffer)
5244 {
5245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5246         enum res_type type;
5247         int name;
5248         unsigned long long val;
5249         int ret;
5250
5251         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5252         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5253
5254         switch (name) {
5255         case RES_LIMIT:
5256                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5257                         ret = -EINVAL;
5258                         break;
5259                 }
5260                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5261                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5262                 if (ret)
5263                         break;
5264                 if (type == _MEM)
5265                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5266                 else if (type == _MEMSWAP)
5267                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5268                 else if (type == _KMEM)
5269                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5270                 else
5271                         return -EINVAL;
5272                 break;
5273         case RES_SOFT_LIMIT:
5274                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5275                 if (ret)
5276                         break;
5277                 /*
5278                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5279                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5280                  * control without swap
5281                  */
5282                 if (type == _MEM)
5283                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5284                 else
5285                         ret = -EINVAL;
5286                 break;
5287         default:
5288                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5289                 break;
5290         }
5291         return ret;
5292 }
5293
5294 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5295                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5296 {
5297         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5298
5299         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5300         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5301         if (!memcg->use_hierarchy)
5302                 goto out;
5303
5304         while (css_parent(&memcg->css)) {
5305                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5306                 if (!memcg->use_hierarchy)
5307                         break;
5308                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5309                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5310                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5311                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5312         }
5313 out:
5314         *mem_limit = min_limit;
5315         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5316 }
5317
5318 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5319 {
5320         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5321         int name;
5322         enum res_type type;
5323
5324         type = MEMFILE_TYPE(event);
5325         name = MEMFILE_ATTR(event);
5326
5327         switch (name) {
5328         case RES_MAX_USAGE:
5329                 if (type == _MEM)
5330                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5331                 else if (type == _MEMSWAP)
5332                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5333                 else if (type == _KMEM)
5334                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5335                 else
5336                         return -EINVAL;
5337                 break;
5338         case RES_FAILCNT:
5339                 if (type == _MEM)
5340                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5341                 else if (type == _MEMSWAP)
5342                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5343                 else if (type == _KMEM)
5344                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5345                 else
5346                         return -EINVAL;
5347                 break;
5348         }
5349
5350         return 0;
5351 }
5352
5353 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5354                                         struct cftype *cft)
5355 {
5356         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5357 }
5358
5359 #ifdef CONFIG_MMU
5360 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5361                                         struct cftype *cft, u64 val)
5362 {
5363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5364
5365         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5366                 return -EINVAL;
5367
5368         /*
5369          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5370          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5371          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5372          * affect task migrations starting after the change.
5373          */
5374         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5375         return 0;
5376 }
5377 #else
5378 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5379                                         struct cftype *cft, u64 val)
5380 {
5381         return -ENOSYS;
5382 }
5383 #endif
5384
5385 #ifdef CONFIG_NUMA
5386 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5387                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5388 {
5389         struct numa_stat {
5390                 const char *name;
5391                 unsigned int lru_mask;
5392         };
5393
5394         static const struct numa_stat stats[] = {
5395                 { "total", LRU_ALL },
5396                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5397                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5398                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5399         };
5400         const struct numa_stat *stat;
5401         int nid;
5402         unsigned long nr;
5403         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5404
5405         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5406                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5407                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5408                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5409                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5410                                                           stat->lru_mask);
5411                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5412                 }
5413                 seq_putc(m, '\n');
5414         }
5415
5416         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5417                 struct mem_cgroup *iter;
5418
5419                 nr = 0;
5420                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5421                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5422                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5423                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5424                         nr = 0;
5425                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5426                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5427                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5428                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5429                 }
5430                 seq_putc(m, '\n');
5431         }
5432
5433         return 0;
5434 }
5435 #endif /* CONFIG_NUMA */
5436
5437 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5438 {
5439         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5440 }
5441
5442 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5443                                  struct seq_file *m)
5444 {
5445         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5446         struct mem_cgroup *mi;
5447         unsigned int i;
5448
5449         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5450                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5451                         continue;
5452                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5453                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5454         }
5455
5456         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5457                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5458                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5459
5460         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5461                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5462                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5463
5464         /* Hierarchical information */
5465         {
5466                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5467                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5468                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5469                 if (do_swap_account)
5470                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5471                                    memsw_limit);
5472         }
5473
5474         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5475                 long long val = 0;
5476
5477                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5478                         continue;
5479                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5480                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5481                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5482         }
5483
5484         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5485                 unsigned long long val = 0;
5486
5487                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5488                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5489                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5490                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5491         }
5492
5493         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5494                 unsigned long long val = 0;
5495
5496                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5497                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5498                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5499         }
5500
5501 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5502         {
5503                 int nid, zid;
5504                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5505                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5506                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5507                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5508
5509                 for_each_online_node(nid)
5510                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5511                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5512                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5513
5514                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5515                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5516                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5517                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5518                         }
5519                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5520                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5521                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5522                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5523         }
5524 #endif
5525
5526         return 0;
5527 }
5528
5529 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5530                                       struct cftype *cft)
5531 {
5532         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5533
5534         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5535 }
5536
5537 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5538                                        struct cftype *cft, u64 val)
5539 {
5540         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5541         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5542
5543         if (val > 100 || !parent)
5544                 return -EINVAL;
5545
5546         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5547
5548         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5549         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5550                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5551                 return -EINVAL;
5552         }
5553
5554         memcg->swappiness = val;
5555
5556         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5557
5558         return 0;
5559 }
5560
5561 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5562 {
5563         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5564         u64 usage;
5565         int i;
5566
5567         rcu_read_lock();
5568         if (!swap)
5569                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5570         else
5571                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5572
5573         if (!t)
5574                 goto unlock;
5575
5576         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5577
5578         /*
5579          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5580          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5581          * call of __mem_cgroup_threshold().
5582          */
5583         i = t->current_threshold;
5584
5585         /*
5586          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5587          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5588          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5589          * only one element of the array here.
5590          */
5591         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5592                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5593
5594         /* i = current_threshold + 1 */
5595         i++;
5596
5597         /*
5598          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5599          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5600          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5601          * only one element of the array here.
5602          */
5603         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5604                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5605
5606         /* Update current_threshold */
5607         t->current_threshold = i - 1;
5608 unlock:
5609         rcu_read_unlock();
5610 }
5611
5612 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5613 {
5614         while (memcg) {
5615                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5616                 if (do_swap_account)
5617                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5618
5619                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5620         }
5621 }
5622
5623 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5624 {
5625         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5626         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5627
5628         if (_a->threshold > _b->threshold)
5629                 return 1;
5630
5631         if (_a->threshold < _b->threshold)
5632                 return -1;
5633
5634         return 0;
5635 }
5636
5637 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5638 {
5639         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5640
5641         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5642                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5643         return 0;
5644 }
5645
5646 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5647 {
5648         struct mem_cgroup *iter;
5649
5650         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5651                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5652 }
5653
5654 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5655         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5656 {
5657         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5658         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5659         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5660         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5661         u64 threshold, usage;
5662         int i, size, ret;
5663
5664         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5665         if (ret)
5666                 return ret;
5667
5668         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5669
5670         if (type == _MEM)
5671                 thresholds = &memcg->thresholds;
5672         else if (type == _MEMSWAP)
5673                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5674         else
5675                 BUG();
5676
5677         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5678
5679         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5680         if (thresholds->primary)
5681                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5682
5683         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5684
5685         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5686         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5687                         GFP_KERNEL);
5688         if (!new) {
5689                 ret = -ENOMEM;
5690                 goto unlock;
5691         }
5692         new->size = size;
5693
5694         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5695         if (thresholds->primary) {
5696                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5697                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5698         }
5699
5700         /* Add new threshold */
5701         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5702         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5703
5704         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5705         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5706                         compare_thresholds, NULL);
5707
5708         /* Find current threshold */
5709         new->current_threshold = -1;
5710         for (i = 0; i < size; i++) {
5711                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5712                         /*
5713                          * new->current_threshold will not be used until
5714                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5715                          * it here.
5716                          */
5717                         ++new->current_threshold;
5718                 } else
5719                         break;
5720         }
5721
5722         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5723         kfree(thresholds->spare);
5724         thresholds->spare = thresholds->primary;
5725
5726         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5727
5728         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5729         synchronize_rcu();
5730
5731 unlock:
5732         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5733
5734         return ret;
5735 }
5736
5737 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5738         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5739 {
5740         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5741         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5742         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5743         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5744         u64 usage;
5745         int i, j, size;
5746
5747         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5748         if (type == _MEM)
5749                 thresholds = &memcg->thresholds;
5750         else if (type == _MEMSWAP)
5751                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5752         else
5753                 BUG();
5754
5755         if (!thresholds->primary)
5756                 goto unlock;
5757
5758         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5759
5760         /* Check if a threshold crossed before removing */
5761         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5762
5763         /* Calculate new number of threshold */
5764         size = 0;
5765         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5766                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5767                         size++;
5768         }
5769
5770         new = thresholds->spare;
5771
5772         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5773         if (!size) {
5774                 kfree(new);
5775                 new = NULL;
5776                 goto swap_buffers;
5777         }
5778
5779         new->size = size;
5780
5781         /* Copy thresholds and find current threshold */
5782         new->current_threshold = -1;
5783         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5784                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5785                         continue;
5786
5787                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5788                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5789                         /*
5790                          * new->current_threshold will not be used
5791                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5792                          * it here.
5793                          */
5794                         ++new->current_threshold;
5795                 }
5796                 j++;
5797         }
5798
5799 swap_buffers:
5800         /* Swap primary and spare array */
5801         thresholds->spare = thresholds->primary;
5802         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5803         if (!new) {
5804                 kfree(thresholds->spare);
5805                 thresholds->spare = NULL;
5806         }
5807
5808         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5809
5810         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5811         synchronize_rcu();
5812 unlock:
5813         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5814 }
5815
5816 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5817         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5818 {
5819         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5820         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5821         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5822
5823         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5824         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5825         if (!event)
5826                 return -ENOMEM;
5827
5828         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5829
5830         event->eventfd = eventfd;
5831         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5832
5833         /* already in OOM ? */
5834         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5835                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5836         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5837
5838         return 0;
5839 }
5840
5841 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5842         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5843 {
5844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5845         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5846         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5847
5848         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5849
5850         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5851
5852         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5853                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5854                         list_del(&ev->list);
5855                         kfree(ev);
5856                 }
5857         }
5858
5859         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5860 }
5861
5862 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5863         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5864 {
5865         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5866
5867         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5868
5869         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5870                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5871         else
5872                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5873         return 0;
5874 }
5875
5876 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5877         struct cftype *cft, u64 val)
5878 {
5879         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5880         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5881
5882         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5883         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5884                 return -EINVAL;
5885
5886         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5887         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5888         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5889                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5890                 return -EINVAL;
5891         }
5892         memcg->oom_kill_disable = val;
5893         if (!val)
5894                 memcg_oom_recover(memcg);
5895         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5896         return 0;
5897 }
5898
5899 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5900 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5901 {
5902         int ret;
5903
5904         memcg->kmemcg_id = -1;
5905         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5906         if (ret)
5907                 return ret;
5908
5909         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5910 }
5911
5912 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5913 {
5914         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5915 }
5916
5917 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5918 {
5919         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5920                 return;
5921
5922         /*
5923          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5924          * pages, for instance, a page contain objects from various
5925          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5926          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5927          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5928          *
5929          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5930          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5931          * reference is taken here before the group is marked dead
5932          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5933          *
5934          * Although this might sound strange as this path is called from
5935          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5936          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5937          * we do not have other options because of the kmem allocations
5938          * lifetime.
5939          */
5940         css_get(&memcg->css);
5941
5942         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5943
5944         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5945                 return;
5946
5947         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5948                 css_put(&memcg->css);
5949 }
5950 #else
5951 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5952 {
5953         return 0;
5954 }
5955
5956 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5957 {
5958 }
5959
5960 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5961 {
5962 }
5963 #endif
5964
5965 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5966         {
5967                 .name = "usage_in_bytes",
5968                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5969                 .read = mem_cgroup_read,
5970                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5971                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5972         },
5973         {
5974                 .name = "max_usage_in_bytes",
5975                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5976                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5977                 .read = mem_cgroup_read,
5978         },
5979         {
5980                 .name = "limit_in_bytes",
5981                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5982                 .write_string = mem_cgroup_write,
5983                 .read = mem_cgroup_read,
5984         },
5985         {
5986                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5988                 .write_string = mem_cgroup_write,
5989                 .read = mem_cgroup_read,
5990         },
5991         {
5992                 .name = "failcnt",
5993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5994                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5995                 .read = mem_cgroup_read,
5996         },
5997         {
5998                 .name = "stat",
5999                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
6000         },
6001         {
6002                 .name = "force_empty",
6003                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6004         },
6005         {
6006                 .name = "use_hierarchy",
6007                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6008                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6009                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6010         },
6011         {
6012                 .name = "swappiness",
6013                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6014                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6015         },
6016         {
6017                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6018                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6019                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6020         },
6021         {
6022                 .name = "oom_control",
6023                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6024                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6025                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6026                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6028         },
6029         {
6030                 .name = "pressure_level",
6031                 .register_event = vmpressure_register_event,
6032                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6033         },
6034 #ifdef CONFIG_NUMA
6035         {
6036                 .name = "numa_stat",
6037                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6038         },
6039 #endif
6040 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6041         {
6042                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6044                 .write_string = mem_cgroup_write,
6045                 .read = mem_cgroup_read,
6046         },
6047         {
6048                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6049                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6050                 .read = mem_cgroup_read,
6051         },
6052         {
6053                 .name = "kmem.failcnt",
6054                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6055                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6056                 .read = mem_cgroup_read,
6057         },
6058         {
6059                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6060                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6061                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6062                 .read = mem_cgroup_read,
6063         },
6064 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6065         {
6066                 .name = "kmem.slabinfo",
6067                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6068         },
6069 #endif
6070 #endif
6071         { },    /* terminate */
6072 };
6073
6074 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6075 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6076         {
6077                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6078                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6079                 .read = mem_cgroup_read,
6080                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6081                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6082         },
6083         {
6084                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6085                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6086                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6087                 .read = mem_cgroup_read,
6088         },
6089         {
6090                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6091                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6092                 .write_string = mem_cgroup_write,
6093                 .read = mem_cgroup_read,
6094         },
6095         {
6096                 .name = "memsw.failcnt",
6097                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6098                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6099                 .read = mem_cgroup_read,
6100         },
6101         { },    /* terminate */
6102 };
6103 #endif
6104 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6105 {
6106         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6107         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6108         int zone, tmp = node;
6109         /*
6110          * This routine is called against possible nodes.
6111          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6112          *
6113          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6114          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6115          *       function.
6116          */
6117         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6118                 tmp = -1;
6119         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6120         if (!pn)
6121                 return 1;
6122
6123         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6124                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6125                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6126                 mz->usage_in_excess = 0;
6127                 mz->on_tree = false;
6128                 mz->memcg = memcg;
6129         }
6130         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6131         return 0;
6132 }
6133
6134 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6135 {
6136         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6137 }
6138
6139 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6140 {
6141         struct mem_cgroup *memcg;
6142         size_t size = memcg_size();
6143
6144         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6145         if (size < PAGE_SIZE)
6146                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6147         else
6148                 memcg = vzalloc(size);
6149
6150         if (!memcg)
6151                 return NULL;
6152
6153         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6154         if (!memcg->stat)
6155                 goto out_free;
6156         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6157         return memcg;
6158
6159 out_free:
6160         if (size < PAGE_SIZE)
6161                 kfree(memcg);
6162         else
6163                 vfree(memcg);
6164         return NULL;
6165 }
6166
6167 /*
6168  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6169  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6170  *
6171  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6172  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6173  * it goes down to 0.
6174  *
6175  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6176  */
6177
6178 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6179 {
6180         int node;
6181         size_t size = memcg_size();
6182
6183         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6184
6185         for_each_node(node)
6186                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6187
6188         free_percpu(memcg->stat);
6189
6190         /*
6191          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6192          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6193          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6194          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6195          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6196          *
6197          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6198          * to move this code around, and make sure it is outside
6199          * the cgroup_lock.
6200          */
6201         disarm_static_keys(memcg);
6202         if (size < PAGE_SIZE)
6203                 kfree(memcg);
6204         else
6205                 vfree(memcg);
6206 }
6207
6208 /*
6209  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6210  */
6211 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6212 {
6213         if (!memcg->res.parent)
6214                 return NULL;
6215         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6216 }
6217 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6218
6219 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6220 {
6221         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6222         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6223         int tmp, node, zone;
6224
6225         for_each_node(node) {
6226                 tmp = node;
6227                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6228                         tmp = -1;
6229                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6230                 BUG_ON(!rtpn);
6231
6232                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6233
6234                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6235                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6236                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6237                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6238                 }
6239         }
6240 }
6241
6242 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6243 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6244 {
6245         struct mem_cgroup *memcg;
6246         long error = -ENOMEM;
6247         int node;
6248
6249         memcg = mem_cgroup_alloc();
6250         if (!memcg)
6251                 return ERR_PTR(error);
6252
6253         for_each_node(node)
6254                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6255                         goto free_out;
6256
6257         /* root ? */
6258         if (parent_css == NULL) {
6259                 root_mem_cgroup = memcg;
6260                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6261                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6262                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6263         }
6264
6265         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6266         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6267         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6268         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6269         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6270         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6271
6272         return &memcg->css;
6273
6274 free_out:
6275         __mem_cgroup_free(memcg);
6276         return ERR_PTR(error);
6277 }
6278
6279 static int
6280 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6281 {
6282         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6283         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6284         int error = 0;
6285
6286         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6287                 return -ENOSPC;
6288
6289         if (!parent)
6290                 return 0;
6291
6292         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6293
6294         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6295         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6296         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6297
6298         if (parent->use_hierarchy) {
6299                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6300                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6301                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6302
6303                 /*
6304                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6305                  * core guarantees its existence.
6306                  */
6307         } else {
6308                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6309                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6310                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6311                 /*
6312                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6313                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6314                  * unfortunate state in our controller.
6315                  */
6316                 if (parent != root_mem_cgroup)
6317                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6318         }
6319
6320         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6321         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6322         return error;
6323 }
6324
6325 /*
6326  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6327  */
6328 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6329 {
6330         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6331
6332         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6333                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6334
6335         /*
6336          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6337          * explicitely.
6338          */
6339         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6340                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6341 }
6342
6343 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6344 {
6345         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6346
6347         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6348
6349         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6350         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6351         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6352         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6353 }
6354
6355 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6356 {
6357         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6358         /*
6359          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6360          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6361          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6362          * under the same RCU lock region, which means that charging
6363          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6364          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6365          * without any tasks from the swapin path when the target
6366          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6367          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6368          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6369          * circulation:
6370          *
6371          * #0                        #1
6372          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6373          *                           rcu_read_lock()
6374          *                           mem_cgroup_lookup()
6375          *                           css_tryget()
6376          *                           rcu_read_unlock()
6377          * disable css_tryget()
6378          * call_rcu()
6379          *   offline_css()
6380          *     reparent_charges()
6381          *                           res_counter_charge()
6382          *                           css_put()
6383          *                             css_free()
6384          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6385          *                           add page to lru
6386          *
6387          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6388          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6389          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6390          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6391          * made after offlining:
6392          */
6393         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6394
6395         memcg_destroy_kmem(memcg);
6396         __mem_cgroup_free(memcg);
6397 }
6398
6399 #ifdef CONFIG_MMU
6400 /* Handlers for move charge at task migration. */
6401 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6402 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6403 {
6404         int ret = 0;
6405         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6406         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6407
6408         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6409                 mc.precharge += count;
6410                 /* we don't need css_get for root */
6411                 return ret;
6412         }
6413         /* try to charge at once */
6414         if (count > 1) {
6415                 struct res_counter *dummy;
6416                 /*
6417                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6418                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6419                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6420                  * css_get().
6421                  */
6422                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6423                         goto one_by_one;
6424                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6425                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6426                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6427                         goto one_by_one;
6428                 }
6429                 mc.precharge += count;
6430                 return ret;
6431         }
6432 one_by_one:
6433         /* fall back to one by one charge */
6434         while (count--) {
6435                 if (signal_pending(current)) {
6436                         ret = -EINTR;
6437                         break;
6438                 }
6439                 if (!batch_count--) {
6440                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6441                         cond_resched();
6442                 }
6443                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6444                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6445                 if (ret)
6446                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6447                         return ret;
6448                 mc.precharge++;
6449         }
6450         return ret;
6451 }
6452
6453 /**
6454  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6455  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6456  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6457  * @ptent: the pte to be checked
6458  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6459  *
6460  * Returns
6461  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6462  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6463  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6464  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6465  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6466  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6467  *     in target->ent.
6468  *
6469  * Called with pte lock held.
6470  */
6471 union mc_target {
6472         struct page     *page;
6473         swp_entry_t     ent;
6474 };
6475
6476 enum mc_target_type {
6477         MC_TARGET_NONE = 0,
6478         MC_TARGET_PAGE,
6479         MC_TARGET_SWAP,
6480 };
6481
6482 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6483                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6484 {
6485         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6486
6487         if (!page || !page_mapped(page))
6488                 return NULL;
6489         if (PageAnon(page)) {
6490                 /* we don't move shared anon */
6491                 if (!move_anon())
6492                         return NULL;
6493         } else if (!move_file())
6494                 /* we ignore mapcount for file pages */
6495                 return NULL;
6496         if (!get_page_unless_zero(page))
6497                 return NULL;
6498
6499         return page;
6500 }
6501
6502 #ifdef CONFIG_SWAP
6503 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6504                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6505 {
6506         struct page *page = NULL;
6507         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6508
6509         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6510                 return NULL;
6511         /*
6512          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6513          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6514          */
6515         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6516         if (do_swap_account)
6517                 entry->val = ent.val;
6518
6519         return page;
6520 }
6521 #else
6522 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6523                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6524 {
6525         return NULL;
6526 }
6527 #endif
6528
6529 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6530                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6531 {
6532         struct page *page = NULL;
6533         struct address_space *mapping;
6534         pgoff_t pgoff;
6535
6536         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6537                 return NULL;
6538         if (!move_file())
6539                 return NULL;
6540
6541         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6542         if (pte_none(ptent))
6543                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6544         else /* pte_file(ptent) is true */
6545                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6546
6547         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6548         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6549
6550 #ifdef CONFIG_SWAP
6551         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6552         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6553                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6554                 if (do_swap_account)
6555                         *entry = swap;
6556                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6557         }
6558 #endif
6559         return page;
6560 }
6561
6562 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6563                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6564 {
6565         struct page *page = NULL;
6566         struct page_cgroup *pc;
6567         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6568         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6569
6570         if (pte_present(ptent))
6571                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6572         else if (is_swap_pte(ptent))
6573                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6574         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6575                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6576
6577         if (!page && !ent.val)
6578                 return ret;
6579         if (page) {
6580                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6581                 /*
6582                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6583                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6584                  * the lock.
6585                  */
6586                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6587                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6588                         if (target)
6589                                 target->page = page;
6590                 }
6591                 if (!ret || !target)
6592                         put_page(page);
6593         }
6594         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6595         if (ent.val && !ret &&
6596             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6597                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6598                 if (target)
6599                         target->ent = ent;
6600         }
6601         return ret;
6602 }
6603
6604 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6605 /*
6606  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6607  * support them for now.
6608  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6609  */
6610 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6611                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6612 {
6613         struct page *page = NULL;
6614         struct page_cgroup *pc;
6615         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6616
6617         page = pmd_page(pmd);
6618         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6619         if (!move_anon())
6620                 return ret;
6621         pc = lookup_page_cgroup(page);
6622         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6623                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6624                 if (target) {
6625                         get_page(page);
6626                         target->page = page;
6627                 }
6628         }
6629         return ret;
6630 }
6631 #else
6632 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6633                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6634 {
6635         return MC_TARGET_NONE;
6636 }
6637 #endif
6638
6639 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6640                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6641                                         struct mm_walk *walk)
6642 {
6643         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6644         pte_t *pte;
6645         spinlock_t *ptl;
6646
6647         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6648                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6649                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6650                 spin_unlock(ptl);
6651                 return 0;
6652         }
6653
6654         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6655                 return 0;
6656         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6657         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6658                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6659                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6660         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6661         cond_resched();
6662
6663         return 0;
6664 }
6665
6666 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6667 {
6668         unsigned long precharge;
6669         struct vm_area_struct *vma;
6670
6671         down_read(&mm->mmap_sem);
6672         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6673                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6674                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6675                         .mm = mm,
6676                         .private = vma,
6677                 };
6678                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6679                         continue;
6680                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6681                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6682         }
6683         up_read(&mm->mmap_sem);
6684
6685         precharge = mc.precharge;
6686         mc.precharge = 0;
6687
6688         return precharge;
6689 }
6690
6691 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6692 {
6693         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6694
6695         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6696         mc.moving_task = current;
6697         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6698 }
6699
6700 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6701 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6702 {
6703         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6704         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6705         int i;
6706
6707         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6708         if (mc.precharge) {
6709                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6710                 mc.precharge = 0;
6711         }
6712         /*
6713          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6714          * we must uncharge here.
6715          */
6716         if (mc.moved_charge) {
6717                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6718                 mc.moved_charge = 0;
6719         }
6720         /* we must fixup refcnts and charges */
6721         if (mc.moved_swap) {
6722                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6723                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6724                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6725                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6726
6727                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6728                         css_put(&mc.from->css);
6729
6730                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6731                         /*
6732                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6733                          * uncharge to->res.
6734                          */
6735                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6736                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6737                 }
6738                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6739                 mc.moved_swap = 0;
6740         }
6741         memcg_oom_recover(from);
6742         memcg_oom_recover(to);
6743         wake_up_all(&mc.waitq);
6744 }
6745
6746 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6747 {
6748         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6749
6750         /*
6751          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6752          * task migration.
6753          */
6754         mc.moving_task = NULL;
6755         __mem_cgroup_clear_mc();
6756         spin_lock(&mc.lock);
6757         mc.from = NULL;
6758         mc.to = NULL;
6759         spin_unlock(&mc.lock);
6760         mem_cgroup_end_move(from);
6761 }
6762
6763 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6764                                  struct cgroup_taskset *tset)
6765 {
6766         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6767         int ret = 0;
6768         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6769         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6770
6771         /*
6772          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6773          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6774          * So we need to save it, and keep it going.
6775          */
6776         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6777         if (move_charge_at_immigrate) {
6778                 struct mm_struct *mm;
6779                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6780
6781                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6782
6783                 mm = get_task_mm(p);
6784                 if (!mm)
6785                         return 0;
6786                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6787                 if (mm->owner == p) {
6788                         VM_BUG_ON(mc.from);
6789                         VM_BUG_ON(mc.to);
6790                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6791                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6792                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6793                         mem_cgroup_start_move(from);
6794                         spin_lock(&mc.lock);
6795                         mc.from = from;
6796                         mc.to = memcg;
6797                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6798                         spin_unlock(&mc.lock);
6799                         /* We set mc.moving_task later */
6800
6801                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6802                         if (ret)
6803                                 mem_cgroup_clear_mc();
6804                 }
6805                 mmput(mm);
6806         }
6807         return ret;
6808 }
6809
6810 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6811                                      struct cgroup_taskset *tset)
6812 {
6813         mem_cgroup_clear_mc();
6814 }
6815
6816 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6817                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6818                                 struct mm_walk *walk)
6819 {
6820         int ret = 0;
6821         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6822         pte_t *pte;
6823         spinlock_t *ptl;
6824         enum mc_target_type target_type;
6825         union mc_target target;
6826         struct page *page;
6827         struct page_cgroup *pc;
6828
6829         /*
6830          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6831          * happens because:
6832          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6833          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6834          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6835          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6836          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6837          *    part of thp split is not executed yet.
6838          */
6839         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6840                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6841                         spin_unlock(ptl);
6842                         return 0;
6843                 }
6844                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6845                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6846                         page = target.page;
6847                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6848                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6849                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6850                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6851                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6852                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6853                                 }
6854                                 putback_lru_page(page);
6855                         }
6856                         put_page(page);
6857                 }
6858                 spin_unlock(ptl);
6859                 return 0;
6860         }
6861
6862         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6863                 return 0;
6864 retry:
6865         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6866         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6867                 pte_t ptent = *(pte++);
6868                 swp_entry_t ent;
6869
6870                 if (!mc.precharge)
6871                         break;
6872
6873                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6874                 case MC_TARGET_PAGE:
6875                         page = target.page;
6876                         if (isolate_lru_page(page))
6877                                 goto put;
6878                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6879                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6880                                                      mc.from, mc.to)) {
6881                                 mc.precharge--;
6882                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6883                                 mc.moved_charge++;
6884                         }
6885                         putback_lru_page(page);
6886 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6887                         put_page(page);
6888                         break;
6889                 case MC_TARGET_SWAP:
6890                         ent = target.ent;
6891                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6892                                 mc.precharge--;
6893                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6894                                 mc.moved_swap++;
6895                         }
6896                         break;
6897                 default:
6898                         break;
6899                 }
6900         }
6901         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6902         cond_resched();
6903
6904         if (addr != end) {
6905                 /*
6906                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6907                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6908                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6909                  * phase.
6910                  */
6911                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6912                 if (!ret)
6913                         goto retry;
6914         }
6915
6916         return ret;
6917 }
6918
6919 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6920 {
6921         struct vm_area_struct *vma;
6922
6923         lru_add_drain_all();
6924 retry:
6925         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6926                 /*
6927                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6928                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6929                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6930                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6931                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6932                  */
6933                 __mem_cgroup_clear_mc();
6934                 cond_resched();
6935                 goto retry;
6936         }
6937         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6938                 int ret;
6939                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6940                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6941                         .mm = mm,
6942                         .private = vma,
6943                 };
6944                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6945                         continue;
6946                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6947                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6948                 if (ret)
6949                         /*
6950                          * means we have consumed all precharges and failed in
6951                          * doing additional charge. Just abandon here.
6952                          */
6953                         break;
6954         }
6955         up_read(&mm->mmap_sem);
6956 }
6957
6958 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6959                                  struct cgroup_taskset *tset)
6960 {
6961         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6962         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6963
6964         if (mm) {
6965                 if (mc.to)
6966                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6967                 mmput(mm);
6968         }
6969         if (mc.to)
6970                 mem_cgroup_clear_mc();
6971 }
6972 #else   /* !CONFIG_MMU */
6973 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6974                                  struct cgroup_taskset *tset)
6975 {
6976         return 0;
6977 }
6978 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6979                                      struct cgroup_taskset *tset)
6980 {
6981 }
6982 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6983                                  struct cgroup_taskset *tset)
6984 {
6985 }
6986 #endif
6987
6988 /*
6989  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6990  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6991  */
6992 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6993 {
6994         /*
6995          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6996          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6997          * on for the root memcg is enough.
6998          */
6999         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7000                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7001 }
7002
7003 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7004         .name = "memory",
7005         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7006         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7007         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7008         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7009         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7010         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7011         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7012         .attach = mem_cgroup_move_task,
7013         .bind = mem_cgroup_bind,
7014         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7015         .early_init = 0,
7016 };
7017
7018 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7019 static int __init enable_swap_account(char *s)
7020 {
7021         if (!strcmp(s, "1"))
7022                 really_do_swap_account = 1;
7023         else if (!strcmp(s, "0"))
7024                 really_do_swap_account = 0;
7025         return 1;
7026 }
7027 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7028
7029 static void __init memsw_file_init(void)
7030 {
7031         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7032 }
7033
7034 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7035 {
7036         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7037                 do_swap_account = 1;
7038                 memsw_file_init();
7039         }
7040 }
7041
7042 #else
7043 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7044 {
7045 }
7046 #endif
7047
7048 /*
7049  * subsys_initcall() for memory controller.
7050  *
7051  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7052  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7053  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7054  * be initialized from here.
7055  */
7056 static int __init mem_cgroup_init(void)
7057 {
7058         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7059         enable_swap_cgroup();
7060         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7061         memcg_stock_init();
7062         return 0;
7063 }
7064 subsys_initcall(mem_cgroup_init);