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