]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
arm: imx6: defconfig: update tx6 defconfigs
[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 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
89         "cache",
90         "rss",
91         "rss_huge",
92         "mapped_file",
93         "writeback",
94         "swap",
95 };
96
97 enum mem_cgroup_events_index {
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104
105 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
106         "pgpgin",
107         "pgpgout",
108         "pgfault",
109         "pgmajfault",
110 };
111
112 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
113         "inactive_anon",
114         "active_anon",
115         "inactive_file",
116         "active_file",
117         "unevictable",
118 };
119
120 /*
121  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
122  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
123  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
124  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
125  */
126 enum mem_cgroup_events_target {
127         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
128         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
129         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
130         MEM_CGROUP_NTARGETS,
131 };
132 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
133 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
134 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
135
136 struct mem_cgroup_stat_cpu {
137         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
138         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
139         unsigned long nr_page_events;
140         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
141 };
142
143 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
144         /*
145          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
146          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
147          */
148         struct mem_cgroup *last_visited;
149         unsigned long last_dead_count;
150
151         /* scan generation, increased every round-trip */
152         unsigned int generation;
153 };
154
155 /*
156  * per-zone information in memory controller.
157  */
158 struct mem_cgroup_per_zone {
159         struct lruvec           lruvec;
160         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
161
162         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
163
164         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
165         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
166                                                 /* the soft limit is exceeded*/
167         bool                    on_tree;
168         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
169                                                 /* use container_of        */
170 };
171
172 struct mem_cgroup_per_node {
173         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
174 };
175
176 /*
177  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
178  * their hierarchy representation
179  */
180
181 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
182         struct rb_root rb_root;
183         spinlock_t lock;
184 };
185
186 struct mem_cgroup_tree_per_node {
187         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 struct mem_cgroup_tree {
191         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
192 };
193
194 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
195
196 struct mem_cgroup_threshold {
197         struct eventfd_ctx *eventfd;
198         u64 threshold;
199 };
200
201 /* For threshold */
202 struct mem_cgroup_threshold_ary {
203         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
204         int current_threshold;
205         /* Size of entries[] */
206         unsigned int size;
207         /* Array of thresholds */
208         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
209 };
210
211 struct mem_cgroup_thresholds {
212         /* Primary thresholds array */
213         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
214         /*
215          * Spare threshold array.
216          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
217          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
218          */
219         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
220 };
221
222 /* for OOM */
223 struct mem_cgroup_eventfd_list {
224         struct list_head list;
225         struct eventfd_ctx *eventfd;
226 };
227
228 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
229 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
230
231 /*
232  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
233  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
234  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
235  * to help the administrator determine what knobs to tune.
236  *
237  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
238  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
239  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
240  * a feature that will be implemented much later in the future.
241  */
242 struct mem_cgroup {
243         struct cgroup_subsys_state css;
244         /*
245          * the counter to account for memory usage
246          */
247         struct res_counter res;
248
249         /* vmpressure notifications */
250         struct vmpressure vmpressure;
251
252         /*
253          * the counter to account for mem+swap usage.
254          */
255         struct res_counter memsw;
256
257         /*
258          * the counter to account for kernel memory usage.
259          */
260         struct res_counter kmem;
261         /*
262          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
263          */
264         bool use_hierarchy;
265         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
266
267         bool            oom_lock;
268         atomic_t        under_oom;
269         atomic_t        oom_wakeups;
270
271         int     swappiness;
272         /* OOM-Killer disable */
273         int             oom_kill_disable;
274
275         /* set when res.limit == memsw.limit */
276         bool            memsw_is_minimum;
277
278         /* protect arrays of thresholds */
279         struct mutex thresholds_lock;
280
281         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
282         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
283
284         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
285         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
286
287         /* For oom notifier event fd */
288         struct list_head oom_notify;
289
290         /*
291          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
292          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
293          */
294         unsigned long move_charge_at_immigrate;
295         /*
296          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
297          */
298         atomic_t        moving_account;
299         /* taken only while moving_account > 0 */
300         spinlock_t      move_lock;
301         /*
302          * percpu counter.
303          */
304         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
305         /*
306          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
307          * See mem_cgroup_read_stat().
308          */
309         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
310         spinlock_t pcp_counter_lock;
311
312         atomic_t        dead_count;
313 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
314         struct cg_proto tcp_mem;
315 #endif
316 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
317         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
318         struct list_head memcg_slab_caches;
319         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
320         struct mutex slab_caches_mutex;
321         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
322         int kmemcg_id;
323 #endif
324
325         int last_scanned_node;
326 #if MAX_NUMNODES > 1
327         nodemask_t      scan_nodes;
328         atomic_t        numainfo_events;
329         atomic_t        numainfo_updating;
330 #endif
331
332         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
333         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
334 };
335
336 static size_t memcg_size(void)
337 {
338         return sizeof(struct mem_cgroup) +
339                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
340 }
341
342 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
343 enum {
344         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
345         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
346         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
347 };
348
349 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
350 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
351                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
352
353 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
354 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
355 {
356         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
357 }
358
359 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
360 {
361         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
362 }
363
364 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
365 {
366         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
367 }
368
369 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
370 {
371         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
372 }
373
374 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
375 {
376         /*
377          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
378          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
379          */
380         smp_wmb();
381         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
382                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384
385 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
386 {
387         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
388                                   &memcg->kmem_account_flags);
389 }
390 #endif
391
392 /* Stuffs for move charges at task migration. */
393 /*
394  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
395  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
396  */
397 enum move_type {
398         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
399         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
400         NR_MOVE_TYPE,
401 };
402
403 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
404 static struct move_charge_struct {
405         spinlock_t        lock; /* for from, to */
406         struct mem_cgroup *from;
407         struct mem_cgroup *to;
408         unsigned long immigrate_flags;
409         unsigned long precharge;
410         unsigned long moved_charge;
411         unsigned long moved_swap;
412         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
413         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
414 } mc = {
415         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
416         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
417 };
418
419 static bool move_anon(void)
420 {
421         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
422 }
423
424 static bool move_file(void)
425 {
426         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
427 }
428
429 /*
430  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
431  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
432  */
433 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
434 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
435
436 enum charge_type {
437         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
438         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
441         NR_CHARGE_TYPE,
442 };
443
444 /* for encoding cft->private value on file */
445 enum res_type {
446         _MEM,
447         _MEMSWAP,
448         _OOM_TYPE,
449         _KMEM,
450 };
451
452 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
453 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
454 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
455 /* Used for OOM nofiier */
456 #define OOM_CONTROL             (0)
457
458 /*
459  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
460  */
461 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
462 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
465
466 /*
467  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
468  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
469  * appearing has to hold it as well.
470  */
471 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
472
473 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
474 {
475         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
476 }
477
478 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
479 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
480 {
481         if (!memcg)
482                 memcg = root_mem_cgroup;
483         return &memcg->vmpressure;
484 }
485
486 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
487 {
488         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
489 }
490
491 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
492 {
493         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
494 }
495
496 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
497 {
498         return (memcg == root_mem_cgroup);
499 }
500
501 /*
502  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
503  * an unsigned short.
504  */
505 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
506
507 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
508 {
509         /*
510          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
511          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
512          */
513         return memcg->css.cgroup->id + 1;
514 }
515
516 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
517 {
518         struct cgroup_subsys_state *css;
519
520         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
521         return mem_cgroup_from_css(css);
522 }
523
524 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
525 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
526
527 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
528 {
529         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
530                 struct mem_cgroup *memcg;
531                 struct cg_proto *cg_proto;
532
533                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
534
535                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
536                  * filled. It won't however, necessarily happen from
537                  * process context. So the test for root memcg given
538                  * the current task's memcg won't help us in this case.
539                  *
540                  * Respecting the original socket's memcg is a better
541                  * decision in this case.
542                  */
543                 if (sk->sk_cgrp) {
544                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
545                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
546                         return;
547                 }
548
549                 rcu_read_lock();
550                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
551                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
552                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
553                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
554                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
555                 }
556                 rcu_read_unlock();
557         }
558 }
559 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
560
561 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
562 {
563         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
564                 struct mem_cgroup *memcg;
565                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
566                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
567                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
568         }
569 }
570
571 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
572 {
573         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
574                 return NULL;
575
576         return &memcg->tcp_mem;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
579
580 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
581 {
582         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
583                 return;
584         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
585 }
586 #else
587 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
588 {
589 }
590 #endif
591
592 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
593 /*
594  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
595  * The main reason for not using cgroup id for this:
596  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
597  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
598  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
599  *  200 entry array for that.
600  *
601  * The current size of the caches array is stored in
602  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
603  * increase it.
604  */
605 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
606 int memcg_limited_groups_array_size;
607
608 /*
609  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
610  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
611  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
612  * tunable, but that is strictly not necessary.
613  *
614  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
615  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
616  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
617  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
618  * increase ours as well if it increases.
619  */
620 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
621 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
622
623 /*
624  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
625  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
626  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
627  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
628  */
629 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
630 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
631
632 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
635                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
636                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
637         }
638         /*
639          * This check can't live in kmem destruction function,
640          * since the charges will outlive the cgroup
641          */
642         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
643 }
644 #else
645 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
646 {
647 }
648 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
649
650 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
651 {
652         disarm_sock_keys(memcg);
653         disarm_kmem_keys(memcg);
654 }
655
656 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
657
658 static struct mem_cgroup_per_zone *
659 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
660 {
661         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
662         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
663 }
664
665 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667         return &memcg->css;
668 }
669
670 static struct mem_cgroup_per_zone *
671 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
672 {
673         int nid = page_to_nid(page);
674         int zid = page_zonenum(page);
675
676         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
677 }
678
679 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
680 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
681 {
682         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
683 }
684
685 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
686 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
687 {
688         int nid = page_to_nid(page);
689         int zid = page_zonenum(page);
690
691         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
692 }
693
694 static void
695 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
696                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
697                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
698                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
699 {
700         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
701         struct rb_node *parent = NULL;
702         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
703
704         if (mz->on_tree)
705                 return;
706
707         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
708         if (!mz->usage_in_excess)
709                 return;
710         while (*p) {
711                 parent = *p;
712                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
713                                         tree_node);
714                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
715                         p = &(*p)->rb_left;
716                 /*
717                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
718                  * limit by the same amount
719                  */
720                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
721                         p = &(*p)->rb_right;
722         }
723         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
724         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
725         mz->on_tree = true;
726 }
727
728 static void
729 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
730                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
731                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
732 {
733         if (!mz->on_tree)
734                 return;
735         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
736         mz->on_tree = false;
737 }
738
739 static void
740 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
741                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
742                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
743 {
744         spin_lock(&mctz->lock);
745         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
746         spin_unlock(&mctz->lock);
747 }
748
749
750 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
751 {
752         unsigned long long excess;
753         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
754         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
755         int nid = page_to_nid(page);
756         int zid = page_zonenum(page);
757         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
758
759         /*
760          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
761          * because their event counter is not touched.
762          */
763         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
764                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
765                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
766                 /*
767                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
768                  * mem is over its softlimit.
769                  */
770                 if (excess || mz->on_tree) {
771                         spin_lock(&mctz->lock);
772                         /* if on-tree, remove it */
773                         if (mz->on_tree)
774                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
775                         /*
776                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
777                          * If excess is 0, no tree ops.
778                          */
779                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
780                         spin_unlock(&mctz->lock);
781                 }
782         }
783 }
784
785 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
786 {
787         int node, zone;
788         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
789         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
790
791         for_each_node(node) {
792                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
793                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
794                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
795                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
796                 }
797         }
798 }
799
800 static struct mem_cgroup_per_zone *
801 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
802 {
803         struct rb_node *rightmost = NULL;
804         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
805
806 retry:
807         mz = NULL;
808         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
809         if (!rightmost)
810                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
811
812         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
813         /*
814          * Remove the node now but someone else can add it back,
815          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
816          * position in the tree.
817          */
818         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
819         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
820                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
821                 goto retry;
822 done:
823         return mz;
824 }
825
826 static struct mem_cgroup_per_zone *
827 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
828 {
829         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
830
831         spin_lock(&mctz->lock);
832         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
833         spin_unlock(&mctz->lock);
834         return mz;
835 }
836
837 /*
838  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
839  *
840  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
841  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
842  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
843  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
844  *
845  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
846  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
847  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
848  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
849  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
850  *
851  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
852  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
853  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
854  * implemented.
855  */
856 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
857                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
858 {
859         long val = 0;
860         int cpu;
861
862         get_online_cpus();
863         for_each_online_cpu(cpu)
864                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
865 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
866         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
867         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
868         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
869 #endif
870         put_online_cpus();
871         return val;
872 }
873
874 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
875                                          bool charge)
876 {
877         int val = (charge) ? 1 : -1;
878         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
879 }
880
881 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
882                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
883 {
884         unsigned long val = 0;
885         int cpu;
886
887         get_online_cpus();
888         for_each_online_cpu(cpu)
889                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
890 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
891         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
892         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
893         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
894 #endif
895         put_online_cpus();
896         return val;
897 }
898
899 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
900                                          struct page *page,
901                                          bool anon, int nr_pages)
902 {
903         preempt_disable();
904
905         /*
906          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
907          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
908          */
909         if (anon)
910                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
911                                 nr_pages);
912         else
913                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
914                                 nr_pages);
915
916         if (PageTransHuge(page))
917                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
918                                 nr_pages);
919
920         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
921         if (nr_pages > 0)
922                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
923         else {
924                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
925                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
926         }
927
928         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
929
930         preempt_enable();
931 }
932
933 unsigned long
934 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
935 {
936         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
937
938         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
939         return mz->lru_size[lru];
940 }
941
942 static unsigned long
943 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
944                         unsigned int lru_mask)
945 {
946         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
947         enum lru_list lru;
948         unsigned long ret = 0;
949
950         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
951
952         for_each_lru(lru) {
953                 if (BIT(lru) & lru_mask)
954                         ret += mz->lru_size[lru];
955         }
956         return ret;
957 }
958
959 static unsigned long
960 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
961                         int nid, unsigned int lru_mask)
962 {
963         u64 total = 0;
964         int zid;
965
966         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
967                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
968                                                 nid, zid, lru_mask);
969
970         return total;
971 }
972
973 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
974                         unsigned int lru_mask)
975 {
976         int nid;
977         u64 total = 0;
978
979         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
980                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
981         return total;
982 }
983
984 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
985                                        enum mem_cgroup_events_target target)
986 {
987         unsigned long val, next;
988
989         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
990         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
991         /* from time_after() in jiffies.h */
992         if ((long)next - (long)val < 0) {
993                 switch (target) {
994                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
995                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
996                         break;
997                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
998                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
999                         break;
1000                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1001                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1002                         break;
1003                 default:
1004                         break;
1005                 }
1006                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1007                 return true;
1008         }
1009         return false;
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Check events in order.
1014  *
1015  */
1016 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1017 {
1018         preempt_disable();
1019         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1020         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1021                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1022                 bool do_softlimit;
1023                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1024
1025                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1026                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1027 #if MAX_NUMNODES > 1
1028                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1029                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1030 #endif
1031                 preempt_enable();
1032
1033                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1034                 if (unlikely(do_softlimit))
1035                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1036 #if MAX_NUMNODES > 1
1037                 if (unlikely(do_numainfo))
1038                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1039 #endif
1040         } else
1041                 preempt_enable();
1042 }
1043
1044 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1045 {
1046         /*
1047          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1048          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1049          * So this can be called with p == NULL.
1050          */
1051         if (unlikely(!p))
1052                 return NULL;
1053
1054         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1055 }
1056
1057 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1058 {
1059         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1060
1061         if (!mm)
1062                 return NULL;
1063         /*
1064          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1065          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1066          * pessimistic (rather than adding locks here).
1067          */
1068         rcu_read_lock();
1069         do {
1070                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1071                 if (unlikely(!memcg))
1072                         break;
1073         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1074         rcu_read_unlock();
1075         return memcg;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1080  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1081  *
1082  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1083  */
1084 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1085                 struct mem_cgroup *last_visited)
1086 {
1087         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1088
1089         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1090 skip_node:
1091         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1092
1093         /*
1094          * Even if we found a group we have to make sure it is
1095          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1096          * skipped and we should continue the tree walk.
1097          * last_visited css is safe to use because it is
1098          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1099          */
1100         if (next_css) {
1101                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1102
1103                 if (css_tryget(&mem->css))
1104                         return mem;
1105                 else {
1106                         prev_css = next_css;
1107                         goto skip_node;
1108                 }
1109         }
1110
1111         return NULL;
1112 }
1113
1114 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1115 {
1116         /*
1117          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1118          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1119          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1120          */
1121         atomic_inc(&root->dead_count);
1122 }
1123
1124 static struct mem_cgroup *
1125 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1126                      struct mem_cgroup *root,
1127                      int *sequence)
1128 {
1129         struct mem_cgroup *position = NULL;
1130         /*
1131          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1132          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1133          *
1134          * If the iterator is valid, we may still race with an
1135          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1136          * released, tryget will fail if we lost the race.
1137          */
1138         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1139         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1140                 smp_rmb();
1141                 position = iter->last_visited;
1142                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1143                         position = NULL;
1144         }
1145         return position;
1146 }
1147
1148 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1149                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1150                                    struct mem_cgroup *new_position,
1151                                    int sequence)
1152 {
1153         if (last_visited)
1154                 css_put(&last_visited->css);
1155         /*
1156          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1157          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1158          * don't lose destruction events in between.  We could have
1159          * raced with the destruction of @new_position after all.
1160          */
1161         iter->last_visited = new_position;
1162         smp_wmb();
1163         iter->last_dead_count = sequence;
1164 }
1165
1166 /**
1167  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1168  * @root: hierarchy root
1169  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1170  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1171  *
1172  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1173  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1174  *
1175  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1176  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1177  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1178  *
1179  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1180  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1181  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1182  */
1183 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1184                                    struct mem_cgroup *prev,
1185                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1186 {
1187         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1188         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1189
1190         if (mem_cgroup_disabled())
1191                 return NULL;
1192
1193         if (!root)
1194                 root = root_mem_cgroup;
1195
1196         if (prev && !reclaim)
1197                 last_visited = prev;
1198
1199         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1200                 if (prev)
1201                         goto out_css_put;
1202                 return root;
1203         }
1204
1205         rcu_read_lock();
1206         while (!memcg) {
1207                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1208                 int uninitialized_var(seq);
1209
1210                 if (reclaim) {
1211                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1212                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1213                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1214
1215                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1216                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1217                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1218                                 iter->last_visited = NULL;
1219                                 goto out_unlock;
1220                         }
1221
1222                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1223                 }
1224
1225                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1226
1227                 if (reclaim) {
1228                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1229
1230                         if (!memcg)
1231                                 iter->generation++;
1232                         else if (!prev && memcg)
1233                                 reclaim->generation = iter->generation;
1234                 }
1235
1236                 if (prev && !memcg)
1237                         goto out_unlock;
1238         }
1239 out_unlock:
1240         rcu_read_unlock();
1241 out_css_put:
1242         if (prev && prev != root)
1243                 css_put(&prev->css);
1244
1245         return memcg;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1250  * @root: hierarchy root
1251  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1252  */
1253 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1254                            struct mem_cgroup *prev)
1255 {
1256         if (!root)
1257                 root = root_mem_cgroup;
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1264  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1265  * be used for reference counting.
1266  */
1267 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1268         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1269              iter != NULL;                              \
1270              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1271
1272 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1273         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1274              iter != NULL;                              \
1275              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1276
1277 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1278 {
1279         struct mem_cgroup *memcg;
1280
1281         rcu_read_lock();
1282         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1283         if (unlikely(!memcg))
1284                 goto out;
1285
1286         switch (idx) {
1287         case PGFAULT:
1288                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1289                 break;
1290         case PGMAJFAULT:
1291                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1292                 break;
1293         default:
1294                 BUG();
1295         }
1296 out:
1297         rcu_read_unlock();
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1300
1301 /**
1302  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1303  * @zone: zone of the wanted lruvec
1304  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1305  *
1306  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1307  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1308  * is disabled.
1309  */
1310 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1311                                       struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1314         struct lruvec *lruvec;
1315
1316         if (mem_cgroup_disabled()) {
1317                 lruvec = &zone->lruvec;
1318                 goto out;
1319         }
1320
1321         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1322         lruvec = &mz->lruvec;
1323 out:
1324         /*
1325          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1326          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1327          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1328          */
1329         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1330                 lruvec->zone = zone;
1331         return lruvec;
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1336  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1337  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1338  *
1339  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1340  * 1. charge
1341  * 2. moving account
1342  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1343  * It is added to LRU before charge.
1344  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1345  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1346  */
1347
1348 /**
1349  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1350  * @page: the page
1351  * @zone: zone of the page
1352  */
1353 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1354 {
1355         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1356         struct mem_cgroup *memcg;
1357         struct page_cgroup *pc;
1358         struct lruvec *lruvec;
1359
1360         if (mem_cgroup_disabled()) {
1361                 lruvec = &zone->lruvec;
1362                 goto out;
1363         }
1364
1365         pc = lookup_page_cgroup(page);
1366         memcg = pc->mem_cgroup;
1367
1368         /*
1369          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1370          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1371          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1372          *
1373          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1374          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1375          * of pc->mem_cgroup safe.
1376          */
1377         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1378                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1379
1380         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1381         lruvec = &mz->lruvec;
1382 out:
1383         /*
1384          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1385          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1386          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1387          */
1388         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1389                 lruvec->zone = zone;
1390         return lruvec;
1391 }
1392
1393 /**
1394  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1395  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1396  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1397  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1398  *
1399  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1400  * lru list.
1401  */
1402 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1403                                 int nr_pages)
1404 {
1405         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1406         unsigned long *lru_size;
1407
1408         if (mem_cgroup_disabled())
1409                 return;
1410
1411         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1412         lru_size = mz->lru_size + lru;
1413         *lru_size += nr_pages;
1414         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1419  * hierarchy subtree
1420  */
1421 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1422                                   struct mem_cgroup *memcg)
1423 {
1424         if (root_memcg == memcg)
1425                 return true;
1426         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1427                 return false;
1428         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1429 }
1430
1431 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1432                                        struct mem_cgroup *memcg)
1433 {
1434         bool ret;
1435
1436         rcu_read_lock();
1437         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1438         rcu_read_unlock();
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1443                         const struct mem_cgroup *memcg)
1444 {
1445         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1446         struct task_struct *p;
1447         bool ret;
1448
1449         p = find_lock_task_mm(task);
1450         if (p) {
1451                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1452                 task_unlock(p);
1453         } else {
1454                 /*
1455                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1456                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1457                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1458                  */
1459                 rcu_read_lock();
1460                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1461                 if (curr)
1462                         css_get(&curr->css);
1463                 rcu_read_unlock();
1464         }
1465         if (!curr)
1466                 return false;
1467         /*
1468          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1469          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1470          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1471          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1472          */
1473         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1474         css_put(&curr->css);
1475         return ret;
1476 }
1477
1478 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1479 {
1480         unsigned long inactive_ratio;
1481         unsigned long inactive;
1482         unsigned long active;
1483         unsigned long gb;
1484
1485         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1486         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1487
1488         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1489         if (gb)
1490                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1491         else
1492                 inactive_ratio = 1;
1493
1494         return inactive * inactive_ratio < active;
1495 }
1496
1497 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1498         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1499
1500 /**
1501  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1502  * @memcg: the memory cgroup
1503  *
1504  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1505  * pages.
1506  */
1507 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1508 {
1509         unsigned long long margin;
1510
1511         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1512         if (do_swap_account)
1513                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1514         return margin >> PAGE_SHIFT;
1515 }
1516
1517 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1518 {
1519         /* root ? */
1520         if (!css_parent(&memcg->css))
1521                 return vm_swappiness;
1522
1523         return memcg->swappiness;
1524 }
1525
1526 /*
1527  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1528  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1529  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1530  * rcu_read_lock(), like this:
1531  *
1532  *         CPU-A                                    CPU-B
1533  *                                              rcu_read_lock()
1534  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1535  *                                                   take heavy locks.
1536  *         synchronize_rcu()                    update something.
1537  *                                              rcu_read_unlock()
1538  *         start move here.
1539  */
1540
1541 /* for quick checking without looking up memcg */
1542 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1543
1544 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         atomic_inc(&memcg_moving);
1547         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1548         synchronize_rcu();
1549 }
1550
1551 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         /*
1554          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1555          * We check NULL in callee rather than caller.
1556          */
1557         if (memcg) {
1558                 atomic_dec(&memcg_moving);
1559                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1560         }
1561 }
1562
1563 /*
1564  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1565  *
1566  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1567  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1568  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1569  *
1570  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1571  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1572  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1573  */
1574
1575 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1576 {
1577         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1578         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1579 }
1580
1581 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         struct mem_cgroup *from;
1584         struct mem_cgroup *to;
1585         bool ret = false;
1586         /*
1587          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1588          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1589          */
1590         spin_lock(&mc.lock);
1591         from = mc.from;
1592         to = mc.to;
1593         if (!from)
1594                 goto unlock;
1595
1596         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1597                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1598 unlock:
1599         spin_unlock(&mc.lock);
1600         return ret;
1601 }
1602
1603 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1604 {
1605         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1606                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1607                         DEFINE_WAIT(wait);
1608                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1609                         /* moving charge context might have finished. */
1610                         if (mc.moving_task)
1611                                 schedule();
1612                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1613                         return true;
1614                 }
1615         }
1616         return false;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Take this lock when
1621  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1622  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1623  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1624  */
1625 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1626                                   unsigned long *flags)
1627 {
1628         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1629 }
1630
1631 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1632                                 unsigned long *flags)
1633 {
1634         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1635 }
1636
1637 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1638 /**
1639  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1640  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1641  * @p: Task that is going to be killed
1642  *
1643  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1644  * enabled
1645  */
1646 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1647 {
1648         struct cgroup *task_cgrp;
1649         struct cgroup *mem_cgrp;
1650         /*
1651          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1652          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1653          * If this assumption is broken, revisit this code.
1654          */
1655         static char memcg_name[PATH_MAX];
1656         int ret;
1657         struct mem_cgroup *iter;
1658         unsigned int i;
1659
1660         if (!p)
1661                 return;
1662
1663         rcu_read_lock();
1664
1665         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1666         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1667
1668         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1669         if (ret < 0) {
1670                 /*
1671                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1672                  * But we'll still print out the usage information
1673                  */
1674                 rcu_read_unlock();
1675                 goto done;
1676         }
1677         rcu_read_unlock();
1678
1679         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1680
1681         rcu_read_lock();
1682         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1683         if (ret < 0) {
1684                 rcu_read_unlock();
1685                 goto done;
1686         }
1687         rcu_read_unlock();
1688
1689         /*
1690          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1691          */
1692         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1693 done:
1694
1695         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1696                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1697                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1699         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1700                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1701                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1703         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1704                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1705                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1707
1708         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1709                 pr_info("Memory cgroup stats");
1710
1711                 rcu_read_lock();
1712                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1713                 if (!ret)
1714                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1715                 rcu_read_unlock();
1716                 pr_cont(":");
1717
1718                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1719                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1720                                 continue;
1721                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1722                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1723                 }
1724
1725                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1726                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1727                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1728
1729                 pr_cont("\n");
1730         }
1731 }
1732
1733 /*
1734  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1735  * 1(self count) if no children.
1736  */
1737 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1738 {
1739         int num = 0;
1740         struct mem_cgroup *iter;
1741
1742         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1743                 num++;
1744         return num;
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1749  */
1750 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1751 {
1752         u64 limit;
1753
1754         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1755
1756         /*
1757          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1758          */
1759         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1760                 u64 memsw;
1761
1762                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1763                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1764
1765                 /*
1766                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1767                  * available to this memcg, return that limit.
1768                  */
1769                 limit = min(limit, memsw);
1770         }
1771
1772         return limit;
1773 }
1774
1775 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1776                                      int order)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779         unsigned long chosen_points = 0;
1780         unsigned long totalpages;
1781         unsigned int points = 0;
1782         struct task_struct *chosen = NULL;
1783
1784         /*
1785          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1786          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1787          * quickly exit and free its memory.
1788          */
1789         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1790                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1791                 return;
1792         }
1793
1794         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1795         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1797                 struct css_task_iter it;
1798                 struct task_struct *task;
1799
1800                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1801                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1802                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1803                                                         false)) {
1804                         case OOM_SCAN_SELECT:
1805                                 if (chosen)
1806                                         put_task_struct(chosen);
1807                                 chosen = task;
1808                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1809                                 get_task_struct(chosen);
1810                                 /* fall through */
1811                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1812                                 continue;
1813                         case OOM_SCAN_ABORT:
1814                                 css_task_iter_end(&it);
1815                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1816                                 if (chosen)
1817                                         put_task_struct(chosen);
1818                                 return;
1819                         case OOM_SCAN_OK:
1820                                 break;
1821                         };
1822                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1823                         if (points > chosen_points) {
1824                                 if (chosen)
1825                                         put_task_struct(chosen);
1826                                 chosen = task;
1827                                 chosen_points = points;
1828                                 get_task_struct(chosen);
1829                         }
1830                 }
1831                 css_task_iter_end(&it);
1832         }
1833
1834         if (!chosen)
1835                 return;
1836         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1837         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1838                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1839 }
1840
1841 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1842                                         gfp_t gfp_mask,
1843                                         unsigned long flags)
1844 {
1845         unsigned long total = 0;
1846         bool noswap = false;
1847         int loop;
1848
1849         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1850                 noswap = true;
1851         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1852                 noswap = true;
1853
1854         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1855                 if (loop)
1856                         drain_all_stock_async(memcg);
1857                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1858                 /*
1859                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1860                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1861                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1862                  */
1863                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1864                         break;
1865                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1866                         break;
1867                 /*
1868                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1869                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1870                  */
1871                 if (loop && !total)
1872                         break;
1873         }
1874         return total;
1875 }
1876
1877 /**
1878  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1879  * @memcg: the target memcg
1880  * @nid: the node ID to be checked.
1881  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1882  *
1883  * This function returns whether the specified memcg contains any
1884  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1885  * pages in the node.
1886  */
1887 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1888                 int nid, bool noswap)
1889 {
1890         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1891                 return true;
1892         if (noswap || !total_swap_pages)
1893                 return false;
1894         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1895                 return true;
1896         return false;
1897
1898 }
1899 #if MAX_NUMNODES > 1
1900
1901 /*
1902  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1903  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1904  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1905  *
1906  */
1907 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1908 {
1909         int nid;
1910         /*
1911          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1912          * pagein/pageout changes since the last update.
1913          */
1914         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1915                 return;
1916         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1917                 return;
1918
1919         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1920         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1921
1922         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1923
1924                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1925                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1926         }
1927
1928         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1929         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1934  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1935  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1936  *
1937  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1938  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1939  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1940  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1941  *
1942  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1943  */
1944 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1945 {
1946         int node;
1947
1948         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1949         node = memcg->last_scanned_node;
1950
1951         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1952         if (node == MAX_NUMNODES)
1953                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1954         /*
1955          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1956          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1957          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1958          * we use curret node.
1959          */
1960         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1961                 node = numa_node_id();
1962
1963         memcg->last_scanned_node = node;
1964         return node;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1969  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1970  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1971  * enough new information. We need to do double check.
1972  */
1973 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1974 {
1975         int nid;
1976
1977         /*
1978          * quick check...making use of scan_node.
1979          * We can skip unused nodes.
1980          */
1981         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1982                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1983                      nid < MAX_NUMNODES;
1984                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1985
1986                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1987                                 return true;
1988                 }
1989         }
1990         /*
1991          * Check rest of nodes.
1992          */
1993         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1994                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1995                         continue;
1996                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1997                         return true;
1998         }
1999         return false;
2000 }
2001
2002 #else
2003 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2004 {
2005         return 0;
2006 }
2007
2008 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2009 {
2010         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2011 }
2012 #endif
2013
2014 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2015                                    struct zone *zone,
2016                                    gfp_t gfp_mask,
2017                                    unsigned long *total_scanned)
2018 {
2019         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2020         int total = 0;
2021         int loop = 0;
2022         unsigned long excess;
2023         unsigned long nr_scanned;
2024         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2025                 .zone = zone,
2026                 .priority = 0,
2027         };
2028
2029         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2030
2031         while (1) {
2032                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2033                 if (!victim) {
2034                         loop++;
2035                         if (loop >= 2) {
2036                                 /*
2037                                  * If we have not been able to reclaim
2038                                  * anything, it might because there are
2039                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2040                                  */
2041                                 if (!total)
2042                                         break;
2043                                 /*
2044                                  * We want to do more targeted reclaim.
2045                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2046                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2047                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2048                                  */
2049                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2050                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2051                                         break;
2052                         }
2053                         continue;
2054                 }
2055                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2056                         continue;
2057                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2058                                                      zone, &nr_scanned);
2059                 *total_scanned += nr_scanned;
2060                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2061                         break;
2062         }
2063         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2064         return total;
2065 }
2066
2067 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2068
2069 /*
2070  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2071  * If someone is running, return false.
2072  */
2073 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2074 {
2075         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2076
2077         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2078
2079         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2080                 if (iter->oom_lock) {
2081                         /*
2082                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2083                          * so we cannot give a lock.
2084                          */
2085                         failed = iter;
2086                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2087                         break;
2088                 } else
2089                         iter->oom_lock = true;
2090         }
2091
2092         if (failed) {
2093                 /*
2094                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2095                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2096                  */
2097                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2098                         if (iter == failed) {
2099                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2100                                 break;
2101                         }
2102                         iter->oom_lock = false;
2103                 }
2104         }
2105
2106         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2107
2108         return !failed;
2109 }
2110
2111 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2112 {
2113         struct mem_cgroup *iter;
2114
2115         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2116         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2117                 iter->oom_lock = false;
2118         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2119 }
2120
2121 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2122 {
2123         struct mem_cgroup *iter;
2124
2125         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2126                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2127 }
2128
2129 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2130 {
2131         struct mem_cgroup *iter;
2132
2133         /*
2134          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2135          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2136          * atomic_add_unless() here.
2137          */
2138         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2139                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2140 }
2141
2142 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2143
2144 struct oom_wait_info {
2145         struct mem_cgroup *memcg;
2146         wait_queue_t    wait;
2147 };
2148
2149 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2150         unsigned mode, int sync, void *arg)
2151 {
2152         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2153         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2154         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2155
2156         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2157         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2158
2159         /*
2160          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2161          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2162          */
2163         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2164                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2165                 return 0;
2166         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2167 }
2168
2169 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2170 {
2171         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2172         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2173         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2174 }
2175
2176 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2177 {
2178         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2179                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2180 }
2181
2182 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2183 {
2184         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2185                 return;
2186         /*
2187          * We are in the middle of the charge context here, so we
2188          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2189          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2190          *
2191          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2192          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2193          * invocation might not even be necessary.
2194          *
2195          * That's why we don't do anything here except remember the
2196          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2197          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2198          * and when we know whether the fault was overall successful.
2199          */
2200         css_get(&memcg->css);
2201         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2202         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2203         current->memcg_oom.order = order;
2204 }
2205
2206 /**
2207  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2208  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2209  *
2210  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2211  * handler was enabled.
2212  *
2213  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2214  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2215  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2216  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2217  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2218  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2219  *
2220  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2221  * completed, %false otherwise.
2222  */
2223 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2224 {
2225         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2226         struct oom_wait_info owait;
2227         bool locked;
2228
2229         /* OOM is global, do not handle */
2230         if (!memcg)
2231                 return false;
2232
2233         if (!handle)
2234                 goto cleanup;
2235
2236         owait.memcg = memcg;
2237         owait.wait.flags = 0;
2238         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2239         owait.wait.private = current;
2240         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2241
2242         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2243         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2244
2245         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2246
2247         if (locked)
2248                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2249
2250         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2251                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2252                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2253                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2254                                          current->memcg_oom.order);
2255         } else {
2256                 schedule();
2257                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2258                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2259         }
2260
2261         if (locked) {
2262                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2263                 /*
2264                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2265                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2266                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2267                  */
2268                 memcg_oom_recover(memcg);
2269         }
2270 cleanup:
2271         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2272         css_put(&memcg->css);
2273         return true;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2278  * generalized to update other statistics as well.
2279  *
2280  * Notes: Race condition
2281  *
2282  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2283  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2284  * to do so _always_.
2285  *
2286  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2287  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2288  * are no race with "charge".
2289  *
2290  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2291  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2292  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2293  * by flags.
2294  *
2295  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2296  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2297  * If there is, we take a lock.
2298  */
2299
2300 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2301                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2302 {
2303         struct mem_cgroup *memcg;
2304         struct page_cgroup *pc;
2305
2306         pc = lookup_page_cgroup(page);
2307 again:
2308         memcg = pc->mem_cgroup;
2309         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2310                 return;
2311         /*
2312          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2313          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2314          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2315          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2316          */
2317         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2318                 return;
2319
2320         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2321         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2322                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2323                 goto again;
2324         }
2325         *locked = true;
2326 }
2327
2328 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2329 {
2330         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2331
2332         /*
2333          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2334          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2335          * should take move_lock_mem_cgroup().
2336          */
2337         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2338 }
2339
2340 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2341                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2342 {
2343         struct mem_cgroup *memcg;
2344         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2345         unsigned long uninitialized_var(flags);
2346
2347         if (mem_cgroup_disabled())
2348                 return;
2349
2350         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2351         memcg = pc->mem_cgroup;
2352         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2353                 return;
2354
2355         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2356 }
2357
2358 /*
2359  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2360  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2361  */
2362 #define CHARGE_BATCH    32U
2363 struct memcg_stock_pcp {
2364         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2365         unsigned int nr_pages;
2366         struct work_struct work;
2367         unsigned long flags;
2368 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2369 };
2370 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2371 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2372
2373 /**
2374  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2375  * @memcg: memcg to consume from.
2376  * @nr_pages: how many pages to charge.
2377  *
2378  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2379  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2380  * service an allocation will refill the stock.
2381  *
2382  * returns true if successful, false otherwise.
2383  */
2384 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2385 {
2386         struct memcg_stock_pcp *stock;
2387         bool ret = true;
2388
2389         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2390                 return false;
2391
2392         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2393         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2394                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2395         else /* need to call res_counter_charge */
2396                 ret = false;
2397         put_cpu_var(memcg_stock);
2398         return ret;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2403  */
2404 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2405 {
2406         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2407
2408         if (stock->nr_pages) {
2409                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2410
2411                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2412                 if (do_swap_account)
2413                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2414                 stock->nr_pages = 0;
2415         }
2416         stock->cached = NULL;
2417 }
2418
2419 /*
2420  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2421  * a thread which is pinned to local cpu.
2422  */
2423 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2424 {
2425         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2426         drain_stock(stock);
2427         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2428 }
2429
2430 static void __init memcg_stock_init(void)
2431 {
2432         int cpu;
2433
2434         for_each_possible_cpu(cpu) {
2435                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2436                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2437                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2438         }
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2443  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2444  */
2445 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2446 {
2447         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2448
2449         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2450                 drain_stock(stock);
2451                 stock->cached = memcg;
2452         }
2453         stock->nr_pages += nr_pages;
2454         put_cpu_var(memcg_stock);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2459  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2460  * until the work is done.
2461  */
2462 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2463 {
2464         int cpu, curcpu;
2465
2466         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2467         get_online_cpus();
2468         curcpu = get_cpu();
2469         for_each_online_cpu(cpu) {
2470                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2471                 struct mem_cgroup *memcg;
2472
2473                 memcg = stock->cached;
2474                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2475                         continue;
2476                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2477                         continue;
2478                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2479                         if (cpu == curcpu)
2480                                 drain_local_stock(&stock->work);
2481                         else
2482                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2483                 }
2484         }
2485         put_cpu();
2486
2487         if (!sync)
2488                 goto out;
2489
2490         for_each_online_cpu(cpu) {
2491                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2492                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2493                         flush_work(&stock->work);
2494         }
2495 out:
2496         put_online_cpus();
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2501  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2502  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2503  * it.
2504  */
2505 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2506 {
2507         /*
2508          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2509          */
2510         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2511                 return;
2512         drain_all_stock(root_memcg, false);
2513         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2514 }
2515
2516 /* This is a synchronous drain interface. */
2517 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2518 {
2519         /* called when force_empty is called */
2520         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2521         drain_all_stock(root_memcg, true);
2522         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2527  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2528  */
2529 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2530 {
2531         int i;
2532
2533         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2534         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2535                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2536
2537                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2538                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2539         }
2540         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2541                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2542
2543                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2544                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2545         }
2546         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2547 }
2548
2549 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2550                                         unsigned long action,
2551                                         void *hcpu)
2552 {
2553         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2554         struct memcg_stock_pcp *stock;
2555         struct mem_cgroup *iter;
2556
2557         if (action == CPU_ONLINE)
2558                 return NOTIFY_OK;
2559
2560         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2561                 return NOTIFY_OK;
2562
2563         for_each_mem_cgroup(iter)
2564                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2565
2566         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2567         drain_stock(stock);
2568         return NOTIFY_OK;
2569 }
2570
2571
2572 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2573 enum {
2574         CHARGE_OK,              /* success */
2575         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2576         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2577         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2578 };
2579
2580 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2581                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2582                                 bool invoke_oom)
2583 {
2584         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2585         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2586         struct res_counter *fail_res;
2587         unsigned long flags = 0;
2588         int ret;
2589
2590         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2591
2592         if (likely(!ret)) {
2593                 if (!do_swap_account)
2594                         return CHARGE_OK;
2595                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2596                 if (likely(!ret))
2597                         return CHARGE_OK;
2598
2599                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2600                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2601                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2602         } else
2603                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2604         /*
2605          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2606          * single page instead.
2607          */
2608         if (nr_pages > min_pages)
2609                 return CHARGE_RETRY;
2610
2611         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2612                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2613
2614         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2615                 return CHARGE_NOMEM;
2616
2617         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2618         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2619                 return CHARGE_RETRY;
2620         /*
2621          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2622          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2623          * before killing the task.
2624          *
2625          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2626          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2627          * to regular pages anyway in case of failure.
2628          */
2629         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2630                 return CHARGE_RETRY;
2631
2632         /*
2633          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2634          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2635          */
2636         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2637                 return CHARGE_RETRY;
2638
2639         if (invoke_oom)
2640                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2641
2642         return CHARGE_NOMEM;
2643 }
2644
2645 /*
2646  * __mem_cgroup_try_charge() does
2647  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2648  * 2. update res_counter
2649  * 3. call memory reclaim if necessary.
2650  *
2651  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2652  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2653  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2654  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2655  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2656  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2657  *
2658  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2659  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2660  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2661  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2662  *
2663  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2664  * the oom-killer can be invoked.
2665  */
2666 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2667                                    gfp_t gfp_mask,
2668                                    unsigned int nr_pages,
2669                                    struct mem_cgroup **ptr,
2670                                    bool oom)
2671 {
2672         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2673         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2674         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2675         int ret;
2676
2677         /*
2678          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2679          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2680          * MEMDIE process.
2681          */
2682         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2683                      || fatal_signal_pending(current)))
2684                 goto bypass;
2685
2686         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2687                 goto bypass;
2688
2689         /*
2690          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2691          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2692          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2693          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2694          */
2695         if (!*ptr && !mm)
2696                 *ptr = root_mem_cgroup;
2697 again:
2698         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2699                 memcg = *ptr;
2700                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2701                         goto done;
2702                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2703                         goto done;
2704                 css_get(&memcg->css);
2705         } else {
2706                 struct task_struct *p;
2707
2708                 rcu_read_lock();
2709                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2710                 /*
2711                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2712                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2713                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2714                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2715                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2716                  * small race, here.
2717                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2718                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2719                  */
2720                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2721                 if (!memcg)
2722                         memcg = root_mem_cgroup;
2723                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2724                         rcu_read_unlock();
2725                         goto done;
2726                 }
2727                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2728                         /*
2729                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2730                          * But considering how consume_stok works, it's not
2731                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2732                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2733                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2734                          * calling consume_stock().
2735                          */
2736                         rcu_read_unlock();
2737                         goto done;
2738                 }
2739                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2740                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2741                         rcu_read_unlock();
2742                         goto again;
2743                 }
2744                 rcu_read_unlock();
2745         }
2746
2747         do {
2748                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2749
2750                 /* If killed, bypass charge */
2751                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2752                         css_put(&memcg->css);
2753                         goto bypass;
2754                 }
2755
2756                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2757                                            nr_pages, invoke_oom);
2758                 switch (ret) {
2759                 case CHARGE_OK:
2760                         break;
2761                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2762                         batch = nr_pages;
2763                         css_put(&memcg->css);
2764                         memcg = NULL;
2765                         goto again;
2766                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2767                         css_put(&memcg->css);
2768                         goto nomem;
2769                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2770                         if (!oom || invoke_oom) {
2771                                 css_put(&memcg->css);
2772                                 goto nomem;
2773                         }
2774                         nr_oom_retries--;
2775                         break;
2776                 }
2777         } while (ret != CHARGE_OK);
2778
2779         if (batch > nr_pages)
2780                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2781         css_put(&memcg->css);
2782 done:
2783         *ptr = memcg;
2784         return 0;
2785 nomem:
2786         *ptr = NULL;
2787         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2788                 return 0;
2789         return -ENOMEM;
2790 bypass:
2791         *ptr = root_mem_cgroup;
2792         return -EINTR;
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2797  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2798  * gotten by try_charge().
2799  */
2800 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2801                                        unsigned int nr_pages)
2802 {
2803         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2804                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2805
2806                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2807                 if (do_swap_account)
2808                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2809         }
2810 }
2811
2812 /*
2813  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2814  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2815  */
2816 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2817                                         unsigned int nr_pages)
2818 {
2819         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2820
2821         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2822                 return;
2823
2824         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2825         if (do_swap_account)
2826                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2827                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2828 }
2829
2830 /*
2831  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2832  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2833  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2834  * called against removed memcg.)
2835  */
2836 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2837 {
2838         /* ID 0 is unused ID */
2839         if (!id)
2840                 return NULL;
2841         return mem_cgroup_from_id(id);
2842 }
2843
2844 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2845 {
2846         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2847         struct page_cgroup *pc;
2848         unsigned short id;
2849         swp_entry_t ent;
2850
2851         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2852
2853         pc = lookup_page_cgroup(page);
2854         lock_page_cgroup(pc);
2855         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2856                 memcg = pc->mem_cgroup;
2857                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2858                         memcg = NULL;
2859         } else if (PageSwapCache(page)) {
2860                 ent.val = page_private(page);
2861                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2862                 rcu_read_lock();
2863                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2864                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2865                         memcg = NULL;
2866                 rcu_read_unlock();
2867         }
2868         unlock_page_cgroup(pc);
2869         return memcg;
2870 }
2871
2872 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2873                                        struct page *page,
2874                                        unsigned int nr_pages,
2875                                        enum charge_type ctype,
2876                                        bool lrucare)
2877 {
2878         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2879         struct zone *uninitialized_var(zone);
2880         struct lruvec *lruvec;
2881         bool was_on_lru = false;
2882         bool anon;
2883
2884         lock_page_cgroup(pc);
2885         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2886         /*
2887          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2888          * accessed by any other context at this point.
2889          */
2890
2891         /*
2892          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2893          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2894          */
2895         if (lrucare) {
2896                 zone = page_zone(page);
2897                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2898                 if (PageLRU(page)) {
2899                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2900                         ClearPageLRU(page);
2901                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2902                         was_on_lru = true;
2903                 }
2904         }
2905
2906         pc->mem_cgroup = memcg;
2907         /*
2908          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2909          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2910          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2911          * before USED bit, we need memory barrier here.
2912          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2913          */
2914         smp_wmb();
2915         SetPageCgroupUsed(pc);
2916
2917         if (lrucare) {
2918                 if (was_on_lru) {
2919                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2920                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2921                         SetPageLRU(page);
2922                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2923                 }
2924                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2925         }
2926
2927         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2928                 anon = true;
2929         else
2930                 anon = false;
2931
2932         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2933         unlock_page_cgroup(pc);
2934
2935         /*
2936          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2937          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2938          * if they exceeds softlimit.
2939          */
2940         memcg_check_events(memcg, page);
2941 }
2942
2943 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2944
2945 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2946 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2947 {
2948         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2949                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2950 }
2951
2952 /*
2953  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2954  * in the memcg_cache_params struct.
2955  */
2956 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2957 {
2958         struct kmem_cache *cachep;
2959
2960         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2961         cachep = p->root_cache;
2962         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2963 }
2964
2965 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2966 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2967                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2968 {
2969         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2970         struct memcg_cache_params *params;
2971
2972         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2973                 return -EIO;
2974
2975         print_slabinfo_header(m);
2976
2977         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2978         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2979                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2980         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2981
2982         return 0;
2983 }
2984 #endif
2985
2986 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2987 {
2988         struct res_counter *fail_res;
2989         struct mem_cgroup *_memcg;
2990         int ret = 0;
2991         bool may_oom;
2992
2993         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2994         if (ret)
2995                 return ret;
2996
2997         /*
2998          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2999          * the same conditions tested by the core page allocator
3000          */
3001         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3002
3003         _memcg = memcg;
3004         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3005                                       &_memcg, may_oom);
3006
3007         if (ret == -EINTR)  {
3008                 /*
3009                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3010                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3011                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3012                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3013                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3014                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3015                  * our minds.
3016                  *
3017                  * This condition will only trigger if the task entered
3018                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3019                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3020                  * dying when the allocation triggers should have been already
3021                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3022                  */
3023                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3024                 if (do_swap_account)
3025                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3026                                                   &fail_res);
3027                 ret = 0;
3028         } else if (ret)
3029                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3030
3031         return ret;
3032 }
3033
3034 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3035 {
3036         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3037         if (do_swap_account)
3038                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3039
3040         /* Not down to 0 */
3041         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3042                 return;
3043
3044         /*
3045          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3046          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3047          * outliving the memcg existence.
3048          *
3049          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3050          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3051          */
3052         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3053                 css_put(&memcg->css);
3054 }
3055
3056 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3057 {
3058         if (!memcg)
3059                 return;
3060
3061         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3062         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3063         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3064 }
3065
3066 /*
3067  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3068  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3069  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3070  */
3071 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3072 {
3073         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3078  * operation, because that is its main call site.
3079  *
3080  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3081  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3082  */
3083 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3084 {
3085         int num, ret;
3086
3087         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3088                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3089         if (num < 0)
3090                 return num;
3091         /*
3092          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3093          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3094          * guarantees only one process will set the following boolean
3095          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3096          * by the set_limit_mutex anyway.
3097          */
3098         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3099
3100         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3101         if (ret) {
3102                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3103                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3104                 return ret;
3105         }
3106
3107         memcg->kmemcg_id = num;
3108         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3109         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3110         return 0;
3111 }
3112
3113 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3114 {
3115         ssize_t size;
3116         if (num_groups <= 0)
3117                 return 0;
3118
3119         size = 2 * num_groups;
3120         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3121                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3122         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3123                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3124
3125         return size;
3126 }
3127
3128 /*
3129  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3130  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3131  * calling this.
3132  */
3133 void memcg_update_array_size(int num)
3134 {
3135         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3136                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3137 }
3138
3139 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3140
3141 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3142 {
3143         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3144
3145         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3146
3147         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3148                 int i;
3149                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3150
3151                 size *= sizeof(void *);
3152                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3153
3154                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3155                 if (!s->memcg_params) {
3156                         s->memcg_params = cur_params;
3157                         return -ENOMEM;
3158                 }
3159
3160                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3161
3162                 /*
3163                  * There is the chance it will be bigger than
3164                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3165                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3166                  * have a bigger array.
3167                  *
3168                  * But if that is the case, the data after
3169                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3170                  */
3171                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3172                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3173                                 continue;
3174                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3175                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3176                 }
3177
3178                 /*
3179                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3180                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3181                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3182                  *
3183                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3184                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3185                  * anyway.
3186                  */
3187                 kfree(cur_params);
3188         }
3189         return 0;
3190 }
3191
3192 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3193                          struct kmem_cache *root_cache)
3194 {
3195         size_t size;
3196
3197         if (!memcg_kmem_enabled())
3198                 return 0;
3199
3200         if (!memcg) {
3201                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3202                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3203         } else
3204                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3205
3206         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3207         if (!s->memcg_params)
3208                 return -ENOMEM;
3209
3210         if (memcg) {
3211                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3212                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3213                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3214                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3215         } else
3216                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3217
3218         return 0;
3219 }
3220
3221 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3222 {
3223         struct kmem_cache *root;
3224         struct mem_cgroup *memcg;
3225         int id;
3226
3227         /*
3228          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3229          * add any memcg.
3230          */
3231         if (!s->memcg_params)
3232                 return;
3233
3234         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3235                 goto out;
3236
3237         memcg = s->memcg_params->memcg;
3238         id  = memcg_cache_id(memcg);
3239
3240         root = s->memcg_params->root_cache;
3241         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3242
3243         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3244         list_del(&s->memcg_params->list);
3245         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3246
3247         css_put(&memcg->css);
3248 out:
3249         kfree(s->memcg_params);
3250 }
3251
3252 /*
3253  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3254  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3255  * enqueing new caches to be created.
3256  *
3257  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3258  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3259  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3260  * objects during debug.
3261  *
3262  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3263  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3264  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3265  * cache again, failing at the same point.
3266  *
3267  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3268  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3269  * inside the following two functions.
3270  */
3271 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3272 {
3273         VM_BUG_ON(!current->mm);
3274         current->memcg_kmem_skip_account++;
3275 }
3276
3277 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3278 {
3279         VM_BUG_ON(!current->mm);
3280         current->memcg_kmem_skip_account--;
3281 }
3282
3283 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3284 {
3285         struct kmem_cache *cachep;
3286         struct memcg_cache_params *p;
3287
3288         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3289
3290         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3291
3292         /*
3293          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3294          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3295          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3296          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3297          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3298          *
3299          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3300          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3301          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3302          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3303          * destroy it.
3304          *
3305          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3306          * again
3307          */
3308         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3309                 kmem_cache_shrink(cachep);
3310                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3311                         return;
3312         } else
3313                 kmem_cache_destroy(cachep);
3314 }
3315
3316 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3317 {
3318         if (!cachep->memcg_params->dead)
3319                 return;
3320
3321         /*
3322          * There are many ways in which we can get here.
3323          *
3324          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3325          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3326          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3327          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3328          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3329          *
3330          * But we can also get here from the worker itself, if
3331          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3332          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3333          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3334          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3335          *
3336          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3337          * running if there is already work pending
3338          */
3339         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3340                 return;
3341         /*
3342          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3343          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3344          */
3345         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3346 }
3347
3348 /*
3349  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3350  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3351  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3352  *
3353  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3354  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3355  */
3356 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3357
3358 /*
3359  * Called with memcg_cache_mutex held
3360  */
3361 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3362                                          struct kmem_cache *s)
3363 {
3364         struct kmem_cache *new;
3365         static char *tmp_name = NULL;
3366
3367         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3368
3369         /*
3370          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3371          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3372          * This static temporary buffer is used to prevent from
3373          * pointless shortliving allocation.
3374          */
3375         if (!tmp_name) {
3376                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3377                 if (!tmp_name)
3378                         return NULL;
3379         }
3380
3381         rcu_read_lock();
3382         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3383                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3384         rcu_read_unlock();
3385
3386         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3387                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3388
3389         if (new)
3390                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3391
3392         return new;
3393 }
3394
3395 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3396                                                   struct kmem_cache *cachep)
3397 {
3398         struct kmem_cache *new_cachep;
3399         int idx;
3400
3401         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3402
3403         idx = memcg_cache_id(memcg);
3404
3405         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3406         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3407         if (new_cachep) {
3408                 css_put(&memcg->css);
3409                 goto out;
3410         }
3411
3412         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3413         if (new_cachep == NULL) {
3414                 new_cachep = cachep;
3415                 css_put(&memcg->css);
3416                 goto out;
3417         }
3418
3419         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3420
3421         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3422         /*
3423          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3424          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3425          */
3426         wmb();
3427 out:
3428         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3429         return new_cachep;
3430 }
3431
3432 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3433 {
3434         struct kmem_cache *c;
3435         int i;
3436
3437         if (!s->memcg_params)
3438                 return;
3439         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3440                 return;
3441
3442         /*
3443          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3444          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3445          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3446          *
3447          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3448          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3449          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3450          */
3451         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3452         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3453                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3454                 if (!c)
3455                         continue;
3456
3457                 /*
3458                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3459                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3460                  * proceed with destruction ourselves.
3461                  *
3462                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3463                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3464                  * the cache still have active pages until this very moment.
3465                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3466                  *
3467                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3468                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3469                  */
3470                 c->memcg_params->dead = false;
3471                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3472                 kmem_cache_destroy(c);
3473         }
3474         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3475 }
3476
3477 struct create_work {
3478         struct mem_cgroup *memcg;
3479         struct kmem_cache *cachep;
3480         struct work_struct work;
3481 };
3482
3483 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3484 {
3485         struct kmem_cache *cachep;
3486         struct memcg_cache_params *params;
3487
3488         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3489                 return;
3490
3491         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3492         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3493                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3494                 cachep->memcg_params->dead = true;
3495                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3496         }
3497         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3498 }
3499
3500 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3501 {
3502         struct create_work *cw;
3503
3504         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3505         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3506         kfree(cw);
3507 }
3508
3509 /*
3510  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3511  */
3512 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3513                                          struct kmem_cache *cachep)
3514 {
3515         struct create_work *cw;
3516
3517         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3518         if (cw == NULL) {
3519                 css_put(&memcg->css);
3520                 return;
3521         }
3522
3523         cw->memcg = memcg;
3524         cw->cachep = cachep;
3525
3526         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3527         schedule_work(&cw->work);
3528 }
3529
3530 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3531                                        struct kmem_cache *cachep)
3532 {
3533         /*
3534          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3535          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3536          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3537          *
3538          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3539          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3540          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3541          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3542          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3543          */
3544         memcg_stop_kmem_account();
3545         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3546         memcg_resume_kmem_account();
3547 }
3548 /*
3549  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3550  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3551  *
3552  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3553  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3554  * in a workqueue.
3555  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3556  * the original cache.
3557  *
3558  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3559  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3560  */
3561 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3562                                           gfp_t gfp)
3563 {
3564         struct mem_cgroup *memcg;
3565         int idx;
3566
3567         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3568         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3569
3570         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3571                 return cachep;
3572
3573         rcu_read_lock();
3574         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3575
3576         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3577                 goto out;
3578
3579         idx = memcg_cache_id(memcg);
3580
3581         /*
3582          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3583          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3584          */
3585         read_barrier_depends();
3586         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3587                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3588                 goto out;
3589         }
3590
3591         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3592         if (!css_tryget(&memcg->css))
3593                 goto out;
3594         rcu_read_unlock();
3595
3596         /*
3597          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3598          * context), we could be be predictable and return right away.
3599          * This would guarantee that the allocation being performed
3600          * already belongs in the new cache.
3601          *
3602          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3603          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3604          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3605          * with the slab_mutex held.
3606          *
3607          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3608          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3609          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3610          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3611          * better to defer everything.
3612          */
3613         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3614         return cachep;
3615 out:
3616         rcu_read_unlock();
3617         return cachep;
3618 }
3619 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3620
3621 /*
3622  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3623  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3624  * need a further commit step to do the final arrangements.
3625  *
3626  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3627  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3628  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3629  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3630  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3631  * the compiled-out case as well.
3632  *
3633  * Returning true means the allocation is possible.
3634  */
3635 bool
3636 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3637 {
3638         struct mem_cgroup *memcg;
3639         int ret;
3640
3641         *_memcg = NULL;
3642
3643         /*
3644          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3645          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3646          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3647          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3648          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3649          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3650          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3651          *
3652          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3653          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3654          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3655          * the SLUB allocator:
3656          *
3657          *      memcg_stop_kmem_account();
3658          *      kmalloc(<large_number>)
3659          *      memcg_resume_kmem_account();
3660          *
3661          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3662          * since it will drive us directly to this function without passing
3663          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3664          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3665          * cache arrays. We bring this test here.
3666          */
3667         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3668                 return true;
3669
3670         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3671
3672         /*
3673          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3674          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3675          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3676          */
3677         if (unlikely(!memcg))
3678                 return true;
3679
3680         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3681                 css_put(&memcg->css);
3682                 return true;
3683         }
3684
3685         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3686         if (!ret)
3687                 *_memcg = memcg;
3688
3689         css_put(&memcg->css);
3690         return (ret == 0);
3691 }
3692
3693 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3694                               int order)
3695 {
3696         struct page_cgroup *pc;
3697
3698         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3699
3700         /* The page allocation failed. Revert */
3701         if (!page) {
3702                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3703                 return;
3704         }
3705
3706         pc = lookup_page_cgroup(page);
3707         lock_page_cgroup(pc);
3708         pc->mem_cgroup = memcg;
3709         SetPageCgroupUsed(pc);
3710         unlock_page_cgroup(pc);
3711 }
3712
3713 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3714 {
3715         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3716         struct page_cgroup *pc;
3717
3718
3719         pc = lookup_page_cgroup(page);
3720         /*
3721          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3722          * check again after locking.
3723          */
3724         if (!PageCgroupUsed(pc))
3725                 return;
3726
3727         lock_page_cgroup(pc);
3728         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3729                 memcg = pc->mem_cgroup;
3730                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3731         }
3732         unlock_page_cgroup(pc);
3733
3734         /*
3735          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3736          * is a valid allocation
3737          */
3738         if (!memcg)
3739                 return;
3740
3741         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3742         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3743 }
3744 #else
3745 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3746 {
3747 }
3748 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3749
3750 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3751
3752 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3753 /*
3754  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3755  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3756  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3757  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3758  */
3759 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3760 {
3761         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3762         struct page_cgroup *pc;
3763         struct mem_cgroup *memcg;
3764         int i;
3765
3766         if (mem_cgroup_disabled())
3767                 return;
3768
3769         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3770         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3771                 pc = head_pc + i;
3772                 pc->mem_cgroup = memcg;
3773                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3774                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3775         }
3776         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3777                        HPAGE_PMD_NR);
3778 }
3779 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3780
3781 static inline
3782 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3783                                         struct mem_cgroup *to,
3784                                         unsigned int nr_pages,
3785                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3786 {
3787         /* Update stat data for mem_cgroup */
3788         preempt_disable();
3789         WARN_ON_ONCE(from->stat->count[idx] < nr_pages);
3790         __this_cpu_add(from->stat->count[idx], -nr_pages);
3791         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3792         preempt_enable();
3793 }
3794
3795 /**
3796  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3797  * @page: the page
3798  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3799  * @pc: page_cgroup of the page.
3800  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3801  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3802  *
3803  * The caller must confirm following.
3804  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3805  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3806  *
3807  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3808  * from old cgroup.
3809  */
3810 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3811                                    unsigned int nr_pages,
3812                                    struct page_cgroup *pc,
3813                                    struct mem_cgroup *from,
3814                                    struct mem_cgroup *to)
3815 {
3816         unsigned long flags;
3817         int ret;
3818         bool anon = PageAnon(page);
3819
3820         VM_BUG_ON(from == to);
3821         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3822         /*
3823          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3824          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3825          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3826          * hold it.
3827          */
3828         ret = -EBUSY;
3829         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3830                 goto out;
3831
3832         lock_page_cgroup(pc);
3833
3834         ret = -EINVAL;
3835         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3836                 goto unlock;
3837
3838         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3839
3840         if (!anon && page_mapped(page))
3841                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3842                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3843
3844         if (PageWriteback(page))
3845                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3846                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3847
3848         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3849
3850         /* caller should have done css_get */
3851         pc->mem_cgroup = to;
3852         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3853         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3854         ret = 0;
3855 unlock:
3856         unlock_page_cgroup(pc);
3857         /*
3858          * check events
3859          */
3860         memcg_check_events(to, page);
3861         memcg_check_events(from, page);
3862 out:
3863         return ret;
3864 }
3865
3866 /**
3867  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3868  * @page: the page to move
3869  * @pc: page_cgroup of the page
3870  * @child: page's cgroup
3871  *
3872  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3873  * parent (aka use_hierarchy==0).
3874  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3875  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3876  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3877  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3878  * on the next attempt and the call should be retried later.
3879  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3880  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3881  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3882  * LRU or vanish.
3883  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3884  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3885  * disappear in the next attempt.
3886  */
3887 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3888                                   struct page_cgroup *pc,
3889                                   struct mem_cgroup *child)
3890 {
3891         struct mem_cgroup *parent;
3892         unsigned int nr_pages;
3893         unsigned long uninitialized_var(flags);
3894         int ret;
3895
3896         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3897
3898         ret = -EBUSY;
3899         if (!get_page_unless_zero(page))
3900                 goto out;
3901         if (isolate_lru_page(page))
3902                 goto put;
3903
3904         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3905
3906         parent = parent_mem_cgroup(child);
3907         /*
3908          * If no parent, move charges to root cgroup.
3909          */
3910         if (!parent)
3911                 parent = root_mem_cgroup;
3912
3913         if (nr_pages > 1) {
3914                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3915                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3916         }
3917
3918         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3919                                 pc, child, parent);
3920         if (!ret)
3921                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3922
3923         if (nr_pages > 1)
3924                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3925         putback_lru_page(page);
3926 put:
3927         put_page(page);
3928 out:
3929         return ret;
3930 }
3931
3932 /*
3933  * Charge the memory controller for page usage.
3934  * Return
3935  * 0 if the charge was successful
3936  * < 0 if the cgroup is over its limit
3937  */
3938 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3939                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3940 {
3941         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3942         unsigned int nr_pages = 1;
3943         bool oom = true;
3944         int ret;
3945
3946         if (PageTransHuge(page)) {
3947                 nr_pages <<= compound_order(page);
3948                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3949                 /*
3950                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3951                  * fault handler will fall back to regular pages.
3952                  */
3953                 oom = false;
3954         }
3955
3956         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3957         if (ret == -ENOMEM)
3958                 return ret;
3959         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3960         return 0;
3961 }
3962
3963 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3964                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3965 {
3966         if (mem_cgroup_disabled())
3967                 return 0;
3968         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3969         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3970         VM_BUG_ON(!mm);
3971         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3972                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3973 }
3974
3975 /*
3976  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3977  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3978  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3979  * "commit()" or removed by "cancel()"
3980  */
3981 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3982                                           struct page *page,
3983                                           gfp_t mask,
3984                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3985 {
3986         struct mem_cgroup *memcg;
3987         struct page_cgroup *pc;
3988         int ret;
3989
3990         pc = lookup_page_cgroup(page);
3991         /*
3992          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3993          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3994          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3995          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3996          * in turn serializes uncharging.
3997          */
3998         if (PageCgroupUsed(pc))
3999                 return 0;
4000         if (!do_swap_account)
4001                 goto charge_cur_mm;
4002         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4003         if (!memcg)
4004                 goto charge_cur_mm;
4005         *memcgp = memcg;
4006         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4007         css_put(&memcg->css);
4008         if (ret == -EINTR)
4009                 ret = 0;
4010         return ret;
4011 charge_cur_mm:
4012         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4013         if (ret == -EINTR)
4014                 ret = 0;
4015         return ret;
4016 }
4017
4018 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4019                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4020 {
4021         *memcgp = NULL;
4022         if (mem_cgroup_disabled())
4023                 return 0;
4024         /*
4025          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4026          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4027          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4028          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4029          */
4030         if (!PageSwapCache(page)) {
4031                 int ret;
4032
4033                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4034                 if (ret == -EINTR)
4035                         ret = 0;
4036                 return ret;
4037         }
4038         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4039 }
4040
4041 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4042 {
4043         if (mem_cgroup_disabled())
4044                 return;
4045         if (!memcg)
4046                 return;
4047         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4048 }
4049
4050 static void
4051 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4052                                         enum charge_type ctype)
4053 {
4054         if (mem_cgroup_disabled())
4055                 return;
4056         if (!memcg)
4057                 return;
4058
4059         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4060         /*
4061          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4062          * counted both as mem and swap....double count.
4063          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4064          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4065          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4066          */
4067         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4068                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4069                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4070         }
4071 }
4072
4073 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4074                                      struct mem_cgroup *memcg)
4075 {
4076         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4077                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4078 }
4079
4080 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4081                                 gfp_t gfp_mask)
4082 {
4083         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4084         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4085         int ret;
4086
4087         if (mem_cgroup_disabled())
4088                 return 0;
4089         if (PageCompound(page))
4090                 return 0;
4091
4092         if (!PageSwapCache(page))
4093                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4094         else { /* page is swapcache/shmem */
4095                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4096                                                      gfp_mask, &memcg);
4097                 if (!ret)
4098                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4099         }
4100         return ret;
4101 }
4102
4103 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4104                                    unsigned int nr_pages,
4105                                    const enum charge_type ctype)
4106 {
4107         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4108         bool uncharge_memsw = true;
4109
4110         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4111         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4112                 uncharge_memsw = false;
4113
4114         batch = &current->memcg_batch;
4115         /*
4116          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4117          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4118          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4119          */
4120         if (!batch->memcg)
4121                 batch->memcg = memcg;
4122         /*
4123          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4124          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4125          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4126          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4127          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4128          */
4129
4130         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4131                 goto direct_uncharge;
4132
4133         if (nr_pages > 1)
4134                 goto direct_uncharge;
4135
4136         /*
4137          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4138          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4139          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4140          */
4141         if (batch->memcg != memcg)
4142                 goto direct_uncharge;
4143         /* remember freed charge and uncharge it later */
4144         batch->nr_pages++;
4145         if (uncharge_memsw)
4146                 batch->memsw_nr_pages++;
4147         return;
4148 direct_uncharge:
4149         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4150         if (uncharge_memsw)
4151                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4152         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4153                 memcg_oom_recover(memcg);
4154 }
4155
4156 /*
4157  * uncharge if !page_mapped(page)
4158  */
4159 static struct mem_cgroup *
4160 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4161                              bool end_migration)
4162 {
4163         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4164         unsigned int nr_pages = 1;
4165         struct page_cgroup *pc;
4166         bool anon;
4167
4168         if (mem_cgroup_disabled())
4169                 return NULL;
4170
4171         if (PageTransHuge(page)) {
4172                 nr_pages <<= compound_order(page);
4173                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4174         }
4175         /*
4176          * Check if our page_cgroup is valid
4177          */
4178         pc = lookup_page_cgroup(page);
4179         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4180                 return NULL;
4181
4182         lock_page_cgroup(pc);
4183
4184         memcg = pc->mem_cgroup;
4185
4186         if (!PageCgroupUsed(pc))
4187                 goto unlock_out;
4188
4189         anon = PageAnon(page);
4190
4191         switch (ctype) {
4192         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4193                 /*
4194                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4195                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4196                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4197                  */
4198                 anon = true;
4199                 /* fallthrough */
4200         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4201                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4202                 if (page_mapped(page))
4203                         goto unlock_out;
4204                 /*
4205                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4206                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4207                  * unused post-migration page and so it has to call
4208                  * here with the migration bit still set.  See the
4209                  * res_counter handling below.
4210                  */
4211                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4212                         goto unlock_out;
4213                 break;
4214         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4215                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4216                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4217                                 goto unlock_out;
4218                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4219                                 goto unlock_out;
4220                 break;
4221         default:
4222                 break;
4223         }
4224
4225         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4226
4227         ClearPageCgroupUsed(pc);
4228         /*
4229          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4230          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4231          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4232          * special functions.
4233          */
4234
4235         unlock_page_cgroup(pc);
4236         /*
4237          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4238          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4239          */
4240         memcg_check_events(memcg, page);
4241         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4242                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4243                 css_get(&memcg->css);
4244         }
4245         /*
4246          * Migration does not charge the res_counter for the
4247          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4248          * page that is unused after the migration.
4249          */
4250         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4251                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4252
4253         return memcg;
4254
4255 unlock_out:
4256         unlock_page_cgroup(pc);
4257         return NULL;
4258 }
4259
4260 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4261 {
4262         /* early check. */
4263         if (page_mapped(page))
4264                 return;
4265         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4266         /*
4267          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4268          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4269          * and handles memcg lifetime.
4270          *
4271          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4272          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4273          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4274          * 0, there won't be any page table references to the swap
4275          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4276          * page to disk.
4277          */
4278         if (PageSwapCache(page))
4279                 return;
4280         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4281 }
4282
4283 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4284 {
4285         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4286         VM_BUG_ON(page->mapping);
4287         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4288 }
4289
4290 /*
4291  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4292  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4293  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4294  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4295  * This may be called prural(2) times in a context,
4296  */
4297
4298 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4299 {
4300         current->memcg_batch.do_batch++;
4301         /* We can do nest. */
4302         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4303                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4304                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4305                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4306         }
4307 }
4308
4309 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4310 {
4311         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4312
4313         if (!batch->do_batch)
4314                 return;
4315
4316         batch->do_batch--;
4317         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4318                 return;
4319
4320         if (!batch->memcg)
4321                 return;
4322         /*
4323          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4324          * bacause we hide charges behind us.
4325          */
4326         if (batch->nr_pages)
4327                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4328                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4329         if (batch->memsw_nr_pages)
4330                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4331                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4332         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4333         /* forget this pointer (for sanity check) */
4334         batch->memcg = NULL;
4335 }
4336
4337 #ifdef CONFIG_SWAP
4338 /*
4339  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4340  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4341  */
4342 void
4343 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4344 {
4345         struct mem_cgroup *memcg;
4346         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4347
4348         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4349                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4350
4351         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4352
4353         /*
4354          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4355          * css_get() was called in uncharge().
4356          */
4357         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4358                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4359 }
4360 #endif
4361
4362 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4363 /*
4364  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4365  * uncharge "memsw" account.
4366  */
4367 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4368 {
4369         struct mem_cgroup *memcg;
4370         unsigned short id;
4371
4372         if (!do_swap_account)
4373                 return;
4374
4375         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4376         rcu_read_lock();
4377         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4378         if (memcg) {
4379                 /*
4380                  * We uncharge this because swap is freed.
4381                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4382                  */
4383                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4384                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4385                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4386                 css_put(&memcg->css);
4387         }
4388         rcu_read_unlock();
4389 }
4390
4391 /**
4392  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4393  * @entry: swap entry to be moved
4394  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4395  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4396  *
4397  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4398  * as the mem_cgroup's id of @from.
4399  *
4400  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4401  *
4402  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4403  * both res and memsw, and called css_get().
4404  */
4405 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4406                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4407 {
4408         unsigned short old_id, new_id;
4409
4410         old_id = mem_cgroup_id(from);
4411         new_id = mem_cgroup_id(to);
4412
4413         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4414                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4415                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4416                 /*
4417                  * This function is only called from task migration context now.
4418                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4419                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4420                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4421                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4422                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4423                  *
4424                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4425                  * alive, so we can just call css_get().
4426                  */
4427                 css_get(&to->css);
4428                 return 0;
4429         }
4430         return -EINVAL;
4431 }
4432 #else
4433 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4434                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4435 {
4436         return -EINVAL;
4437 }
4438 #endif
4439
4440 /*
4441  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4442  * page belongs to.
4443  */
4444 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4445                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4446 {
4447         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4448         unsigned int nr_pages = 1;
4449         struct page_cgroup *pc;
4450         enum charge_type ctype;
4451
4452         *memcgp = NULL;
4453
4454         if (mem_cgroup_disabled())
4455                 return;
4456
4457         if (PageTransHuge(page))
4458                 nr_pages <<= compound_order(page);
4459
4460         pc = lookup_page_cgroup(page);
4461         lock_page_cgroup(pc);
4462         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4463                 memcg = pc->mem_cgroup;
4464                 css_get(&memcg->css);
4465                 /*
4466                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4467                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4468                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4469                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4470                  * until end_migration() is called
4471                  *
4472                  * Corner Case Thinking
4473                  * A)
4474                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4475                  * while migration was ongoing.
4476                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4477                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4478                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4479                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4480                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4481                  *
4482                  * B)
4483                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4484                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4485                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4486                  * without charging it again.
4487                  *
4488                  * C)
4489                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4490                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4491                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4492                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4493                  */
4494                 if (PageAnon(page))
4495                         SetPageCgroupMigration(pc);
4496         }
4497         unlock_page_cgroup(pc);
4498         /*
4499          * If the page is not charged at this point,
4500          * we return here.
4501          */
4502         if (!memcg)
4503                 return;
4504
4505         *memcgp = memcg;
4506         /*
4507          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4508          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4509          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4510          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4511          */
4512         if (PageAnon(page))
4513                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4514         else
4515                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4516         /*
4517          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4518          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4519          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4520          */
4521         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4522 }
4523
4524 /* remove redundant charge if migration failed*/
4525 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4526         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4527 {
4528         struct page *used, *unused;
4529         struct page_cgroup *pc;
4530         bool anon;
4531
4532         if (!memcg)
4533                 return;
4534
4535         if (!migration_ok) {
4536                 used = oldpage;
4537                 unused = newpage;
4538         } else {
4539                 used = newpage;
4540                 unused = oldpage;
4541         }
4542         anon = PageAnon(used);
4543         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4544                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4545                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4546                                      true);
4547         css_put(&memcg->css);
4548         /*
4549          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4550          * of the page goes down to zero, temporarly.
4551          * Clear the flag and check the page should be charged.
4552          */
4553         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4554         lock_page_cgroup(pc);
4555         ClearPageCgroupMigration(pc);
4556         unlock_page_cgroup(pc);
4557
4558         /*
4559          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4560          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4561          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4562          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4563          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4564          * check. (see prepare_charge() also)
4565          */
4566         if (anon)
4567                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4568 }
4569
4570 /*
4571  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4572  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4573  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4574  */
4575 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4576                                   struct page *newpage)
4577 {
4578         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4579         struct page_cgroup *pc;
4580         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4581
4582         if (mem_cgroup_disabled())
4583                 return;
4584
4585         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4586         /* fix accounting on old pages */
4587         lock_page_cgroup(pc);
4588         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4589                 memcg = pc->mem_cgroup;
4590                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4591                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4592         }
4593         unlock_page_cgroup(pc);
4594
4595         /*
4596          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4597          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4598          */
4599         if (!memcg)
4600                 return;
4601         /*
4602          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4603          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4604          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4605          */
4606         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4607 }
4608
4609 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4610 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4611 {
4612         struct page_cgroup *pc;
4613
4614         pc = lookup_page_cgroup(page);
4615         /*
4616          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4617          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4618          * or when mem_cgroup_disabled().
4619          */
4620         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4621                 return pc;
4622         return NULL;
4623 }
4624
4625 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4626 {
4627         if (mem_cgroup_disabled())
4628                 return false;
4629
4630         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4631 }
4632
4633 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4634 {
4635         struct page_cgroup *pc;
4636
4637         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4638         if (pc) {
4639                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4640                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4641         }
4642 }
4643 #endif
4644
4645 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4646                                 unsigned long long val)
4647 {
4648         int retry_count;
4649         u64 memswlimit, memlimit;
4650         int ret = 0;
4651         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4652         u64 curusage, oldusage;
4653         int enlarge;
4654
4655         /*
4656          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4657          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4658          * of # of children which we should visit in this loop.
4659          */
4660         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4661
4662         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4663
4664         enlarge = 0;
4665         while (retry_count) {
4666                 if (signal_pending(current)) {
4667                         ret = -EINTR;
4668                         break;
4669                 }
4670                 /*
4671                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4672                  * open coded manner. You see what this really does.
4673                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4674                  */
4675                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4676                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4677                 if (memswlimit < val) {
4678                         ret = -EINVAL;
4679                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4680                         break;
4681                 }
4682
4683                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4684                 if (memlimit < val)
4685                         enlarge = 1;
4686
4687                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4688                 if (!ret) {
4689                         if (memswlimit == val)
4690                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4691                         else
4692                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4693                 }
4694                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4695
4696                 if (!ret)
4697                         break;
4698
4699                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4700                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4701                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4702                 /* Usage is reduced ? */
4703                 if (curusage >= oldusage)
4704                         retry_count--;
4705                 else
4706                         oldusage = curusage;
4707         }
4708         if (!ret && enlarge)
4709                 memcg_oom_recover(memcg);
4710
4711         return ret;
4712 }
4713
4714 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4715                                         unsigned long long val)
4716 {
4717         int retry_count;
4718         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4719         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4720         int ret = -EBUSY;
4721         int enlarge = 0;
4722
4723         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4724         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4725         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4726         while (retry_count) {
4727                 if (signal_pending(current)) {
4728                         ret = -EINTR;
4729                         break;
4730                 }
4731                 /*
4732                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4733                  * open coded manner. You see what this really does.
4734                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4735                  */
4736                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4737                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4738                 if (memlimit > val) {
4739                         ret = -EINVAL;
4740                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4741                         break;
4742                 }
4743                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4744                 if (memswlimit < val)
4745                         enlarge = 1;
4746                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4747                 if (!ret) {
4748                         if (memlimit == val)
4749                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4750                         else
4751                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4752                 }
4753                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4754
4755                 if (!ret)
4756                         break;
4757
4758                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4759                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4760                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4761                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4762                 /* Usage is reduced ? */
4763                 if (curusage >= oldusage)
4764                         retry_count--;
4765                 else
4766                         oldusage = curusage;
4767         }
4768         if (!ret && enlarge)
4769                 memcg_oom_recover(memcg);
4770         return ret;
4771 }
4772
4773 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4774                                             gfp_t gfp_mask,
4775                                             unsigned long *total_scanned)
4776 {
4777         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4778         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4779         unsigned long reclaimed;
4780         int loop = 0;
4781         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4782         unsigned long long excess;
4783         unsigned long nr_scanned;
4784
4785         if (order > 0)
4786                 return 0;
4787
4788         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4789         /*
4790          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4791          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4792          * pressure
4793          */
4794         do {
4795                 if (next_mz)
4796                         mz = next_mz;
4797                 else
4798                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4799                 if (!mz)
4800                         break;
4801
4802                 nr_scanned = 0;
4803                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4804                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4805                 nr_reclaimed += reclaimed;
4806                 *total_scanned += nr_scanned;
4807                 spin_lock(&mctz->lock);
4808
4809                 /*
4810                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4811                  * it is time to move on to the next cgroup
4812                  */
4813                 next_mz = NULL;
4814                 if (!reclaimed) {
4815                         do {
4816                                 /*
4817                                  * Loop until we find yet another one.
4818                                  *
4819                                  * By the time we get the soft_limit lock
4820                                  * again, someone might have aded the
4821                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4822                                  * make sure we get a different mem.
4823                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4824                                  * NULL if no other cgroup is present on
4825                                  * the tree
4826                                  */
4827                                 next_mz =
4828                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4829                                 if (next_mz == mz)
4830                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4831                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4832                                         break;
4833                         } while (1);
4834                 }
4835                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4836                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4837                 /*
4838                  * One school of thought says that we should not add
4839                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4840                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4841                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4842                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4843                  * term TODO.
4844                  */
4845                 /* If excess == 0, no tree ops */
4846                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4847                 spin_unlock(&mctz->lock);
4848                 css_put(&mz->memcg->css);
4849                 loop++;
4850                 /*
4851                  * Could not reclaim anything and there are no more
4852                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4853                  * reclaiming anything.
4854                  */
4855                 if (!nr_reclaimed &&
4856                         (next_mz == NULL ||
4857                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4858                         break;
4859         } while (!nr_reclaimed);
4860         if (next_mz)
4861                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4862         return nr_reclaimed;
4863 }
4864
4865 /**
4866  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4867  * @memcg: group to clear
4868  * @node: NUMA node
4869  * @zid: zone id
4870  * @lru: lru to to clear
4871  *
4872  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4873  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4874  * group.
4875  */
4876 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4877                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4878 {
4879         struct lruvec *lruvec;
4880         unsigned long flags;
4881         struct list_head *list;
4882         struct page *busy;
4883         struct zone *zone;
4884
4885         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4886         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4887         list = &lruvec->lists[lru];
4888
4889         busy = NULL;
4890         do {
4891                 struct page_cgroup *pc;
4892                 struct page *page;
4893
4894                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4895                 if (list_empty(list)) {
4896                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4897                         break;
4898                 }
4899                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4900                 if (busy == page) {
4901                         list_move(&page->lru, list);
4902                         busy = NULL;
4903                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4904                         continue;
4905                 }
4906                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4907
4908                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4909
4910                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4911                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4912                         busy = page;
4913                         cond_resched();
4914                 } else
4915                         busy = NULL;
4916         } while (!list_empty(list));
4917 }
4918
4919 /*
4920  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4921  * all the charges and pages to the parent.
4922  * This enables deleting this mem_cgroup.
4923  *
4924  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4925  */
4926 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4927 {
4928         int node, zid;
4929         u64 usage;
4930
4931         do {
4932                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4933                 lru_add_drain_all();
4934                 drain_all_stock_sync(memcg);
4935                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4936                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4937                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4938                                 enum lru_list lru;
4939                                 for_each_lru(lru) {
4940                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4941                                                         node, zid, lru);
4942                                 }
4943                         }
4944                 }
4945                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4946                 memcg_oom_recover(memcg);
4947                 cond_resched();
4948
4949                 /*
4950                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4951                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4952                  * expect their value to drop to 0 here.
4953                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4954                  *
4955                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4956                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4957                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4958                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4959                  * charge before adding to the LRU.
4960                  */
4961                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4962                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4963         } while (usage > 0);
4964 }
4965
4966 /*
4967  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4968  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4969  * is meaningless
4970  */
4971 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4972 {
4973         struct cgroup_subsys_state *pos;
4974
4975         /* bounce at first found */
4976         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4977                 return true;
4978         return false;
4979 }
4980
4981 /*
4982  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4983  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4984  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4985  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4986  * any memcg without hierarchy as infertile.
4987  */
4988 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4989 {
4990         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4991 }
4992
4993 /*
4994  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4995  * the rest to the parent.
4996  *
4997  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4998  */
4999 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
5000 {
5001         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5002         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
5003
5004         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5005         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5006                 return -EBUSY;
5007
5008         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5009         lru_add_drain_all();
5010         /* try to free all pages in this cgroup */
5011         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5012                 int progress;
5013
5014                 if (signal_pending(current))
5015                         return -EINTR;
5016
5017                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5018                                                 false);
5019                 if (!progress) {
5020                         nr_retries--;
5021                         /* maybe some writeback is necessary */
5022                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5023                 }
5024
5025         }
5026         lru_add_drain();
5027         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5028
5029         return 0;
5030 }
5031
5032 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5033                                         unsigned int event)
5034 {
5035         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5036
5037         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5038                 return -EINVAL;
5039         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5040 }
5041
5042 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5043                                      struct cftype *cft)
5044 {
5045         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5046 }
5047
5048 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5049                                       struct cftype *cft, u64 val)
5050 {
5051         int retval = 0;
5052         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5053         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5054
5055         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5056
5057         if (memcg->use_hierarchy == val)
5058                 goto out;
5059
5060         /*
5061          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5062          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5063          * occur, provided the current cgroup has no children.
5064          *
5065          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5066          * set if there are no children.
5067          */
5068         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5069                                 (val == 1 || val == 0)) {
5070                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5071                         memcg->use_hierarchy = val;
5072                 else
5073                         retval = -EBUSY;
5074         } else
5075                 retval = -EINVAL;
5076
5077 out:
5078         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5079
5080         return retval;
5081 }
5082
5083
5084 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5085                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5086 {
5087         struct mem_cgroup *iter;
5088         long val = 0;
5089
5090         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5091         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5092                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5093
5094         if (val < 0) /* race ? */
5095                 val = 0;
5096         return val;
5097 }
5098
5099 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5100 {
5101         u64 val;
5102
5103         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5104                 if (!swap)
5105                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5106                 else
5107                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5108         }
5109
5110         /*
5111          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5112          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5113          */
5114         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5115         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5116
5117         if (swap)
5118                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5119
5120         return val << PAGE_SHIFT;
5121 }
5122
5123 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5124                                struct cftype *cft, struct file *file,
5125                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5126 {
5127         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5128         char str[64];
5129         u64 val;
5130         int name, len;
5131         enum res_type type;
5132
5133         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5134         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5135
5136         switch (type) {
5137         case _MEM:
5138                 if (name == RES_USAGE)
5139                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5140                 else
5141                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5142                 break;
5143         case _MEMSWAP:
5144                 if (name == RES_USAGE)
5145                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5146                 else
5147                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5148                 break;
5149         case _KMEM:
5150                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5151                 break;
5152         default:
5153                 BUG();
5154         }
5155
5156         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5157         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5158 }
5159
5160 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5161 {
5162         int ret = -EINVAL;
5163 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5165         /*
5166          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5167          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5168          * already joined.
5169          *
5170          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5171          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5172          * place, which makes the value quite meaningless.
5173          *
5174          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5175          * of course permitted.
5176          */
5177         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5178         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5179         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5180                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5181                         ret = -EBUSY;
5182                         goto out;
5183                 }
5184                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5185                 VM_BUG_ON(ret);
5186
5187                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5188                 if (ret) {
5189                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5190                         goto out;
5191                 }
5192                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5193                 /*
5194                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5195                  * starts accounting before all call sites are patched
5196                  */
5197                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5198         } else
5199                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5200 out:
5201         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5202         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5203 #endif
5204         return ret;
5205 }
5206
5207 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5208 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5209 {
5210         int ret = 0;
5211         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5212         if (!parent)
5213                 goto out;
5214
5215         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5216         /*
5217          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5218          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5219          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5220          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5221          * parents.
5222          *
5223          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5224          * that is accounted.
5225          */
5226         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5227                 goto out;
5228
5229         /*
5230          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5231          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5232          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5233          */
5234         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5235
5236         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5237         memcg_stop_kmem_account();
5238         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5239         memcg_resume_kmem_account();
5240         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5241 out:
5242         return ret;
5243 }
5244 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5245
5246 /*
5247  * The user of this function is...
5248  * RES_LIMIT.
5249  */
5250 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5251                             const char *buffer)
5252 {
5253         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5254         enum res_type type;
5255         int name;
5256         unsigned long long val;
5257         int ret;
5258
5259         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5260         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5261
5262         switch (name) {
5263         case RES_LIMIT:
5264                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5265                         ret = -EINVAL;
5266                         break;
5267                 }
5268                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5269                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5270                 if (ret)
5271                         break;
5272                 if (type == _MEM)
5273                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5274                 else if (type == _MEMSWAP)
5275                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5276                 else if (type == _KMEM)
5277                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5278                 else
5279                         return -EINVAL;
5280                 break;
5281         case RES_SOFT_LIMIT:
5282                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5283                 if (ret)
5284                         break;
5285                 /*
5286                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5287                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5288                  * control without swap
5289                  */
5290                 if (type == _MEM)
5291                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5292                 else
5293                         ret = -EINVAL;
5294                 break;
5295         default:
5296                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5297                 break;
5298         }
5299         return ret;
5300 }
5301
5302 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5303                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5304 {
5305         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5306
5307         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5308         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5309         if (!memcg->use_hierarchy)
5310                 goto out;
5311
5312         while (css_parent(&memcg->css)) {
5313                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5314                 if (!memcg->use_hierarchy)
5315                         break;
5316                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5317                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5318                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5319                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5320         }
5321 out:
5322         *mem_limit = min_limit;
5323         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5324 }
5325
5326 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5327 {
5328         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5329         int name;
5330         enum res_type type;
5331
5332         type = MEMFILE_TYPE(event);
5333         name = MEMFILE_ATTR(event);
5334
5335         switch (name) {
5336         case RES_MAX_USAGE:
5337                 if (type == _MEM)
5338                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5339                 else if (type == _MEMSWAP)
5340                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5341                 else if (type == _KMEM)
5342                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5343                 else
5344                         return -EINVAL;
5345                 break;
5346         case RES_FAILCNT:
5347                 if (type == _MEM)
5348                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5349                 else if (type == _MEMSWAP)
5350                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5351                 else if (type == _KMEM)
5352                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5353                 else
5354                         return -EINVAL;
5355                 break;
5356         }
5357
5358         return 0;
5359 }
5360
5361 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5362                                         struct cftype *cft)
5363 {
5364         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5365 }
5366
5367 #ifdef CONFIG_MMU
5368 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5369                                         struct cftype *cft, u64 val)
5370 {
5371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5372
5373         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5374                 return -EINVAL;
5375
5376         /*
5377          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5378          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5379          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5380          * affect task migrations starting after the change.
5381          */
5382         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5383         return 0;
5384 }
5385 #else
5386 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5387                                         struct cftype *cft, u64 val)
5388 {
5389         return -ENOSYS;
5390 }
5391 #endif
5392
5393 #ifdef CONFIG_NUMA
5394 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5395                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5396 {
5397         int nid;
5398         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5399         unsigned long node_nr;
5400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5401
5402         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5403         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5404         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5405                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5406                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5407         }
5408         seq_putc(m, '\n');
5409
5410         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5411         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5412         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5413                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5414                                 LRU_ALL_FILE);
5415                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5416         }
5417         seq_putc(m, '\n');
5418
5419         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5420         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5421         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5422                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5423                                 LRU_ALL_ANON);
5424                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5425         }
5426         seq_putc(m, '\n');
5427
5428         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5429         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5430         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5431                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5432                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5433                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5434         }
5435         seq_putc(m, '\n');
5436         return 0;
5437 }
5438 #endif /* CONFIG_NUMA */
5439
5440 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5441 {
5442         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5443 }
5444
5445 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5446                                  struct seq_file *m)
5447 {
5448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5449         struct mem_cgroup *mi;
5450         unsigned int i;
5451
5452         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5453                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5454                         continue;
5455                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5456                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5457         }
5458
5459         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5460                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5461                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5462
5463         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5464                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5465                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5466
5467         /* Hierarchical information */
5468         {
5469                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5470                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5471                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5472                 if (do_swap_account)
5473                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5474                                    memsw_limit);
5475         }
5476
5477         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5478                 long long val = 0;
5479
5480                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5481                         continue;
5482                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5483                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5484                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5485         }
5486
5487         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5488                 unsigned long long val = 0;
5489
5490                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5491                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5492                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5493                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5494         }
5495
5496         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5497                 unsigned long long val = 0;
5498
5499                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5500                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5501                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5502         }
5503
5504 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5505         {
5506                 int nid, zid;
5507                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5508                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5509                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5510                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5511
5512                 for_each_online_node(nid)
5513                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5514                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5515                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5516
5517                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5518                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5519                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5520                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5521                         }
5522                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5523                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5524                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5525                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5526         }
5527 #endif
5528
5529         return 0;
5530 }
5531
5532 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5533                                       struct cftype *cft)
5534 {
5535         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5536
5537         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5538 }
5539
5540 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5541                                        struct cftype *cft, u64 val)
5542 {
5543         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5544         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5545
5546         if (val > 100 || !parent)
5547                 return -EINVAL;
5548
5549         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5550
5551         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5552         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5553                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5554                 return -EINVAL;
5555         }
5556
5557         memcg->swappiness = val;
5558
5559         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5560
5561         return 0;
5562 }
5563
5564 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5565 {
5566         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5567         u64 usage;
5568         int i;
5569
5570         rcu_read_lock();
5571         if (!swap)
5572                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5573         else
5574                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5575
5576         if (!t)
5577                 goto unlock;
5578
5579         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5580
5581         /*
5582          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5583          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5584          * call of __mem_cgroup_threshold().
5585          */
5586         i = t->current_threshold;
5587
5588         /*
5589          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5590          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5591          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5592          * only one element of the array here.
5593          */
5594         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5595                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5596
5597         /* i = current_threshold + 1 */
5598         i++;
5599
5600         /*
5601          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5602          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5603          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5604          * only one element of the array here.
5605          */
5606         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5607                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5608
5609         /* Update current_threshold */
5610         t->current_threshold = i - 1;
5611 unlock:
5612         rcu_read_unlock();
5613 }
5614
5615 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5616 {
5617         while (memcg) {
5618                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5619                 if (do_swap_account)
5620                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5621
5622                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5623         }
5624 }
5625
5626 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5627 {
5628         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5629         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5630
5631         if (_a->threshold > _b->threshold)
5632                 return 1;
5633
5634         if (_a->threshold < _b->threshold)
5635                 return -1;
5636
5637         return 0;
5638 }
5639
5640 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5641 {
5642         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5643
5644         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5645                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5646         return 0;
5647 }
5648
5649 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5650 {
5651         struct mem_cgroup *iter;
5652
5653         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5654                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5655 }
5656
5657 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5658         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5659 {
5660         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5661         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5662         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5663         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5664         u64 threshold, usage;
5665         int i, size, ret;
5666
5667         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5668         if (ret)
5669                 return ret;
5670
5671         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5672
5673         if (type == _MEM)
5674                 thresholds = &memcg->thresholds;
5675         else if (type == _MEMSWAP)
5676                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5677         else
5678                 BUG();
5679
5680         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5681
5682         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5683         if (thresholds->primary)
5684                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5685
5686         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5687
5688         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5689         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5690                         GFP_KERNEL);
5691         if (!new) {
5692                 ret = -ENOMEM;
5693                 goto unlock;
5694         }
5695         new->size = size;
5696
5697         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5698         if (thresholds->primary) {
5699                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5700                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5701         }
5702
5703         /* Add new threshold */
5704         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5705         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5706
5707         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5708         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5709                         compare_thresholds, NULL);
5710
5711         /* Find current threshold */
5712         new->current_threshold = -1;
5713         for (i = 0; i < size; i++) {
5714                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5715                         /*
5716                          * new->current_threshold will not be used until
5717                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5718                          * it here.
5719                          */
5720                         ++new->current_threshold;
5721                 } else
5722                         break;
5723         }
5724
5725         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5726         kfree(thresholds->spare);
5727         thresholds->spare = thresholds->primary;
5728
5729         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5730
5731         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5732         synchronize_rcu();
5733
5734 unlock:
5735         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5736
5737         return ret;
5738 }
5739
5740 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5741         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5742 {
5743         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5744         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5745         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5746         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5747         u64 usage;
5748         int i, j, size;
5749
5750         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5751         if (type == _MEM)
5752                 thresholds = &memcg->thresholds;
5753         else if (type == _MEMSWAP)
5754                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5755         else
5756                 BUG();
5757
5758         if (!thresholds->primary)
5759                 goto unlock;
5760
5761         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5762
5763         /* Check if a threshold crossed before removing */
5764         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5765
5766         /* Calculate new number of threshold */
5767         size = 0;
5768         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5769                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5770                         size++;
5771         }
5772
5773         new = thresholds->spare;
5774
5775         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5776         if (!size) {
5777                 kfree(new);
5778                 new = NULL;
5779                 goto swap_buffers;
5780         }
5781
5782         new->size = size;
5783
5784         /* Copy thresholds and find current threshold */
5785         new->current_threshold = -1;
5786         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5787                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5788                         continue;
5789
5790                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5791                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5792                         /*
5793                          * new->current_threshold will not be used
5794                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5795                          * it here.
5796                          */
5797                         ++new->current_threshold;
5798                 }
5799                 j++;
5800         }
5801
5802 swap_buffers:
5803         /* Swap primary and spare array */
5804         thresholds->spare = thresholds->primary;
5805         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5806         if (!new) {
5807                 kfree(thresholds->spare);
5808                 thresholds->spare = NULL;
5809         }
5810
5811         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5812
5813         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5814         synchronize_rcu();
5815 unlock:
5816         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5817 }
5818
5819 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5820         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5821 {
5822         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5823         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5824         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5825
5826         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5827         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5828         if (!event)
5829                 return -ENOMEM;
5830
5831         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5832
5833         event->eventfd = eventfd;
5834         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5835
5836         /* already in OOM ? */
5837         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5838                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5839         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5840
5841         return 0;
5842 }
5843
5844 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5845         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5846 {
5847         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5848         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5849         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5850
5851         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5852
5853         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5854
5855         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5856                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5857                         list_del(&ev->list);
5858                         kfree(ev);
5859                 }
5860         }
5861
5862         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5863 }
5864
5865 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5866         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5867 {
5868         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5869
5870         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5871
5872         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5873                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5874         else
5875                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5876         return 0;
5877 }
5878
5879 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5880         struct cftype *cft, u64 val)
5881 {
5882         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5883         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5884
5885         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5886         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5887                 return -EINVAL;
5888
5889         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5890         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5891         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5892                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5893                 return -EINVAL;
5894         }
5895         memcg->oom_kill_disable = val;
5896         if (!val)
5897                 memcg_oom_recover(memcg);
5898         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5899         return 0;
5900 }
5901
5902 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5903 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5904 {
5905         int ret;
5906
5907         memcg->kmemcg_id = -1;
5908         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5909         if (ret)
5910                 return ret;
5911
5912         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5913 }
5914
5915 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5916 {
5917         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5918 }
5919
5920 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5921 {
5922         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5923                 return;
5924
5925         /*
5926          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5927          * pages, for instance, a page contain objects from various
5928          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5929          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5930          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5931          *
5932          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5933          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5934          * reference is taken here before the group is marked dead
5935          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5936          *
5937          * Although this might sound strange as this path is called from
5938          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5939          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5940          * we do not have other options because of the kmem allocations
5941          * lifetime.
5942          */
5943         css_get(&memcg->css);
5944
5945         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5946
5947         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5948                 return;
5949
5950         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5951                 css_put(&memcg->css);
5952 }
5953 #else
5954 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5955 {
5956         return 0;
5957 }
5958
5959 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5960 {
5961 }
5962
5963 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5964 {
5965 }
5966 #endif
5967
5968 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5969         {
5970                 .name = "usage_in_bytes",
5971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5972                 .read = mem_cgroup_read,
5973                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5974                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "max_usage_in_bytes",
5978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5979                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5980                 .read = mem_cgroup_read,
5981         },
5982         {
5983                 .name = "limit_in_bytes",
5984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5985                 .write_string = mem_cgroup_write,
5986                 .read = mem_cgroup_read,
5987         },
5988         {
5989                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5991                 .write_string = mem_cgroup_write,
5992                 .read = mem_cgroup_read,
5993         },
5994         {
5995                 .name = "failcnt",
5996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5997                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5998                 .read = mem_cgroup_read,
5999         },
6000         {
6001                 .name = "stat",
6002                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "force_empty",
6006                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6007         },
6008         {
6009                 .name = "use_hierarchy",
6010                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6011                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6012                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6013         },
6014         {
6015                 .name = "swappiness",
6016                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6017                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6018         },
6019         {
6020                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6021                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6022                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6023         },
6024         {
6025                 .name = "oom_control",
6026                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6027                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6028                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6029                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6030                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6031         },
6032         {
6033                 .name = "pressure_level",
6034                 .register_event = vmpressure_register_event,
6035                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6036         },
6037 #ifdef CONFIG_NUMA
6038         {
6039                 .name = "numa_stat",
6040                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6041         },
6042 #endif
6043 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6044         {
6045                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6047                 .write_string = mem_cgroup_write,
6048                 .read = mem_cgroup_read,
6049         },
6050         {
6051                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6053                 .read = mem_cgroup_read,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "kmem.failcnt",
6057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6058                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6064                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6065                 .read = mem_cgroup_read,
6066         },
6067 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6068         {
6069                 .name = "kmem.slabinfo",
6070                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6071         },
6072 #endif
6073 #endif
6074         { },    /* terminate */
6075 };
6076
6077 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6078 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6079         {
6080                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6081                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6082                 .read = mem_cgroup_read,
6083                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6084                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6085         },
6086         {
6087                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6089                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6090                 .read = mem_cgroup_read,
6091         },
6092         {
6093                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6095                 .write_string = mem_cgroup_write,
6096                 .read = mem_cgroup_read,
6097         },
6098         {
6099                 .name = "memsw.failcnt",
6100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6101                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6102                 .read = mem_cgroup_read,
6103         },
6104         { },    /* terminate */
6105 };
6106 #endif
6107 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6108 {
6109         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6110         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6111         int zone, tmp = node;
6112         /*
6113          * This routine is called against possible nodes.
6114          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6115          *
6116          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6117          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6118          *       function.
6119          */
6120         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6121                 tmp = -1;
6122         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6123         if (!pn)
6124                 return 1;
6125
6126         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6127                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6128                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6129                 mz->usage_in_excess = 0;
6130                 mz->on_tree = false;
6131                 mz->memcg = memcg;
6132         }
6133         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6134         return 0;
6135 }
6136
6137 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6138 {
6139         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6140 }
6141
6142 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6143 {
6144         struct mem_cgroup *memcg;
6145         size_t size = memcg_size();
6146
6147         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6148         if (size < PAGE_SIZE)
6149                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6150         else
6151                 memcg = vzalloc(size);
6152
6153         if (!memcg)
6154                 return NULL;
6155
6156         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6157         if (!memcg->stat)
6158                 goto out_free;
6159         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6160         return memcg;
6161
6162 out_free:
6163         if (size < PAGE_SIZE)
6164                 kfree(memcg);
6165         else
6166                 vfree(memcg);
6167         return NULL;
6168 }
6169
6170 /*
6171  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6172  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6173  *
6174  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6175  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6176  * it goes down to 0.
6177  *
6178  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6179  */
6180
6181 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6182 {
6183         int node;
6184         size_t size = memcg_size();
6185
6186         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6187
6188         for_each_node(node)
6189                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6190
6191         free_percpu(memcg->stat);
6192
6193         /*
6194          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6195          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6196          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6197          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6198          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6199          *
6200          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6201          * to move this code around, and make sure it is outside
6202          * the cgroup_lock.
6203          */
6204         disarm_static_keys(memcg);
6205         if (size < PAGE_SIZE)
6206                 kfree(memcg);
6207         else
6208                 vfree(memcg);
6209 }
6210
6211 /*
6212  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6213  */
6214 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6215 {
6216         if (!memcg->res.parent)
6217                 return NULL;
6218         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6219 }
6220 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6221
6222 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6223 {
6224         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6225         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6226         int tmp, node, zone;
6227
6228         for_each_node(node) {
6229                 tmp = node;
6230                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6231                         tmp = -1;
6232                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6233                 BUG_ON(!rtpn);
6234
6235                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6236
6237                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6238                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6239                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6240                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6241                 }
6242         }
6243 }
6244
6245 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6246 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6247 {
6248         struct mem_cgroup *memcg;
6249         long error = -ENOMEM;
6250         int node;
6251
6252         memcg = mem_cgroup_alloc();
6253         if (!memcg)
6254                 return ERR_PTR(error);
6255
6256         for_each_node(node)
6257                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6258                         goto free_out;
6259
6260         /* root ? */
6261         if (parent_css == NULL) {
6262                 root_mem_cgroup = memcg;
6263                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6264                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6265                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6266         }
6267
6268         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6269         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6270         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6271         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6272         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6273         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6274
6275         return &memcg->css;
6276
6277 free_out:
6278         __mem_cgroup_free(memcg);
6279         return ERR_PTR(error);
6280 }
6281
6282 static int
6283 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6286         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6287         int error = 0;
6288
6289         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6290                 return -ENOSPC;
6291
6292         if (!parent)
6293                 return 0;
6294
6295         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6296
6297         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6298         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6299         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6300
6301         if (parent->use_hierarchy) {
6302                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6303                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6304                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6305
6306                 /*
6307                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6308                  * core guarantees its existence.
6309                  */
6310         } else {
6311                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6312                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6313                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6314                 /*
6315                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6316                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6317                  * unfortunate state in our controller.
6318                  */
6319                 if (parent != root_mem_cgroup)
6320                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6321         }
6322
6323         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6324         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6325         return error;
6326 }
6327
6328 /*
6329  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6330  */
6331 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6334
6335         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6336                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6337
6338         /*
6339          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6340          * explicitely.
6341          */
6342         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6343                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6344 }
6345
6346 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6347 {
6348         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6349
6350         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6351
6352         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6353         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6354         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6355         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6356 }
6357
6358 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6359 {
6360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6361
6362         memcg_destroy_kmem(memcg);
6363         __mem_cgroup_free(memcg);
6364 }
6365
6366 #ifdef CONFIG_MMU
6367 /* Handlers for move charge at task migration. */
6368 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6369 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6370 {
6371         int ret = 0;
6372         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6373         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6374
6375         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6376                 mc.precharge += count;
6377                 /* we don't need css_get for root */
6378                 return ret;
6379         }
6380         /* try to charge at once */
6381         if (count > 1) {
6382                 struct res_counter *dummy;
6383                 /*
6384                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6385                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6386                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6387                  * css_get().
6388                  */
6389                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6390                         goto one_by_one;
6391                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6392                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6393                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6394                         goto one_by_one;
6395                 }
6396                 mc.precharge += count;
6397                 return ret;
6398         }
6399 one_by_one:
6400         /* fall back to one by one charge */
6401         while (count--) {
6402                 if (signal_pending(current)) {
6403                         ret = -EINTR;
6404                         break;
6405                 }
6406                 if (!batch_count--) {
6407                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6408                         cond_resched();
6409                 }
6410                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6411                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6412                 if (ret)
6413                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6414                         return ret;
6415                 mc.precharge++;
6416         }
6417         return ret;
6418 }
6419
6420 /**
6421  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6422  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6423  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6424  * @ptent: the pte to be checked
6425  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6426  *
6427  * Returns
6428  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6429  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6430  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6431  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6432  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6433  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6434  *     in target->ent.
6435  *
6436  * Called with pte lock held.
6437  */
6438 union mc_target {
6439         struct page     *page;
6440         swp_entry_t     ent;
6441 };
6442
6443 enum mc_target_type {
6444         MC_TARGET_NONE = 0,
6445         MC_TARGET_PAGE,
6446         MC_TARGET_SWAP,
6447 };
6448
6449 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6450                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6451 {
6452         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6453
6454         if (!page || !page_mapped(page))
6455                 return NULL;
6456         if (PageAnon(page)) {
6457                 /* we don't move shared anon */
6458                 if (!move_anon())
6459                         return NULL;
6460         } else if (!move_file())
6461                 /* we ignore mapcount for file pages */
6462                 return NULL;
6463         if (!get_page_unless_zero(page))
6464                 return NULL;
6465
6466         return page;
6467 }
6468
6469 #ifdef CONFIG_SWAP
6470 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6471                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6472 {
6473         struct page *page = NULL;
6474         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6475
6476         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6477                 return NULL;
6478         /*
6479          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6480          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6481          */
6482         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6483         if (do_swap_account)
6484                 entry->val = ent.val;
6485
6486         return page;
6487 }
6488 #else
6489 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6490                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6491 {
6492         return NULL;
6493 }
6494 #endif
6495
6496 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6497                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6498 {
6499         struct page *page = NULL;
6500         struct address_space *mapping;
6501         pgoff_t pgoff;
6502
6503         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6504                 return NULL;
6505         if (!move_file())
6506                 return NULL;
6507
6508         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6509         if (pte_none(ptent))
6510                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6511         else /* pte_file(ptent) is true */
6512                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6513
6514         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6515         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6516
6517 #ifdef CONFIG_SWAP
6518         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6519         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6520                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6521                 if (do_swap_account)
6522                         *entry = swap;
6523                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6524         }
6525 #endif
6526         return page;
6527 }
6528
6529 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6530                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6531 {
6532         struct page *page = NULL;
6533         struct page_cgroup *pc;
6534         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6535         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6536
6537         if (pte_present(ptent))
6538                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6539         else if (is_swap_pte(ptent))
6540                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6541         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6542                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6543
6544         if (!page && !ent.val)
6545                 return ret;
6546         if (page) {
6547                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6548                 /*
6549                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6550                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6551                  * the lock.
6552                  */
6553                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6554                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6555                         if (target)
6556                                 target->page = page;
6557                 }
6558                 if (!ret || !target)
6559                         put_page(page);
6560         }
6561         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6562         if (ent.val && !ret &&
6563             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6564                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6565                 if (target)
6566                         target->ent = ent;
6567         }
6568         return ret;
6569 }
6570
6571 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6572 /*
6573  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6574  * support them for now.
6575  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6576  */
6577 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6578                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6579 {
6580         struct page *page = NULL;
6581         struct page_cgroup *pc;
6582         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6583
6584         page = pmd_page(pmd);
6585         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6586         if (!move_anon())
6587                 return ret;
6588         pc = lookup_page_cgroup(page);
6589         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6590                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6591                 if (target) {
6592                         get_page(page);
6593                         target->page = page;
6594                 }
6595         }
6596         return ret;
6597 }
6598 #else
6599 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6600                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6601 {
6602         return MC_TARGET_NONE;
6603 }
6604 #endif
6605
6606 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6607                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6608                                         struct mm_walk *walk)
6609 {
6610         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6611         pte_t *pte;
6612         spinlock_t *ptl;
6613
6614         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6615                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6616                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6617                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6618                 return 0;
6619         }
6620
6621         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6622                 return 0;
6623         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6624         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6625                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6626                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6627         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6628         cond_resched();
6629
6630         return 0;
6631 }
6632
6633 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6634 {
6635         unsigned long precharge;
6636         struct vm_area_struct *vma;
6637
6638         down_read(&mm->mmap_sem);
6639         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6640                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6641                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6642                         .mm = mm,
6643                         .private = vma,
6644                 };
6645                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6646                         continue;
6647                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6648                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6649         }
6650         up_read(&mm->mmap_sem);
6651
6652         precharge = mc.precharge;
6653         mc.precharge = 0;
6654
6655         return precharge;
6656 }
6657
6658 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6659 {
6660         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6661
6662         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6663         mc.moving_task = current;
6664         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6665 }
6666
6667 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6668 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6669 {
6670         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6671         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6672         int i;
6673
6674         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6675         if (mc.precharge) {
6676                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6677                 mc.precharge = 0;
6678         }
6679         /*
6680          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6681          * we must uncharge here.
6682          */
6683         if (mc.moved_charge) {
6684                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6685                 mc.moved_charge = 0;
6686         }
6687         /* we must fixup refcnts and charges */
6688         if (mc.moved_swap) {
6689                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6690                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6691                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6692                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6693
6694                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6695                         css_put(&mc.from->css);
6696
6697                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6698                         /*
6699                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6700                          * uncharge to->res.
6701                          */
6702                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6703                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6704                 }
6705                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6706                 mc.moved_swap = 0;
6707         }
6708         memcg_oom_recover(from);
6709         memcg_oom_recover(to);
6710         wake_up_all(&mc.waitq);
6711 }
6712
6713 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6714 {
6715         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6716
6717         /*
6718          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6719          * task migration.
6720          */
6721         mc.moving_task = NULL;
6722         __mem_cgroup_clear_mc();
6723         spin_lock(&mc.lock);
6724         mc.from = NULL;
6725         mc.to = NULL;
6726         spin_unlock(&mc.lock);
6727         mem_cgroup_end_move(from);
6728 }
6729
6730 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6731                                  struct cgroup_taskset *tset)
6732 {
6733         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6734         int ret = 0;
6735         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6736         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6737
6738         /*
6739          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6740          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6741          * So we need to save it, and keep it going.
6742          */
6743         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6744         if (move_charge_at_immigrate) {
6745                 struct mm_struct *mm;
6746                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6747
6748                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6749
6750                 mm = get_task_mm(p);
6751                 if (!mm)
6752                         return 0;
6753                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6754                 if (mm->owner == p) {
6755                         VM_BUG_ON(mc.from);
6756                         VM_BUG_ON(mc.to);
6757                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6758                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6759                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6760                         mem_cgroup_start_move(from);
6761                         spin_lock(&mc.lock);
6762                         mc.from = from;
6763                         mc.to = memcg;
6764                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6765                         spin_unlock(&mc.lock);
6766                         /* We set mc.moving_task later */
6767
6768                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6769                         if (ret)
6770                                 mem_cgroup_clear_mc();
6771                 }
6772                 mmput(mm);
6773         }
6774         return ret;
6775 }
6776
6777 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6778                                      struct cgroup_taskset *tset)
6779 {
6780         mem_cgroup_clear_mc();
6781 }
6782
6783 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6784                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6785                                 struct mm_walk *walk)
6786 {
6787         int ret = 0;
6788         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6789         pte_t *pte;
6790         spinlock_t *ptl;
6791         enum mc_target_type target_type;
6792         union mc_target target;
6793         struct page *page;
6794         struct page_cgroup *pc;
6795
6796         /*
6797          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6798          * happens because:
6799          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6800          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6801          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6802          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6803          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6804          *    part of thp split is not executed yet.
6805          */
6806         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6807                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6808                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6809                         return 0;
6810                 }
6811                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6812                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6813                         page = target.page;
6814                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6815                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6816                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6817                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6818                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6819                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6820                                 }
6821                                 putback_lru_page(page);
6822                         }
6823                         put_page(page);
6824                 }
6825                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6826                 return 0;
6827         }
6828
6829         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6830                 return 0;
6831 retry:
6832         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6833         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6834                 pte_t ptent = *(pte++);
6835                 swp_entry_t ent;
6836
6837                 if (!mc.precharge)
6838                         break;
6839
6840                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6841                 case MC_TARGET_PAGE:
6842                         page = target.page;
6843                         if (isolate_lru_page(page))
6844                                 goto put;
6845                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6846                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6847                                                      mc.from, mc.to)) {
6848                                 mc.precharge--;
6849                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6850                                 mc.moved_charge++;
6851                         }
6852                         putback_lru_page(page);
6853 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6854                         put_page(page);
6855                         break;
6856                 case MC_TARGET_SWAP:
6857                         ent = target.ent;
6858                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6859                                 mc.precharge--;
6860                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6861                                 mc.moved_swap++;
6862                         }
6863                         break;
6864                 default:
6865                         break;
6866                 }
6867         }
6868         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6869         cond_resched();
6870
6871         if (addr != end) {
6872                 /*
6873                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6874                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6875                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6876                  * phase.
6877                  */
6878                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6879                 if (!ret)
6880                         goto retry;
6881         }
6882
6883         return ret;
6884 }
6885
6886 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6887 {
6888         struct vm_area_struct *vma;
6889
6890         lru_add_drain_all();
6891 retry:
6892         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6893                 /*
6894                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6895                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6896                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6897                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6898                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6899                  */
6900                 __mem_cgroup_clear_mc();
6901                 cond_resched();
6902                 goto retry;
6903         }
6904         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6905                 int ret;
6906                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6907                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6908                         .mm = mm,
6909                         .private = vma,
6910                 };
6911                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6912                         continue;
6913                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6914                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6915                 if (ret)
6916                         /*
6917                          * means we have consumed all precharges and failed in
6918                          * doing additional charge. Just abandon here.
6919                          */
6920                         break;
6921         }
6922         up_read(&mm->mmap_sem);
6923 }
6924
6925 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6926                                  struct cgroup_taskset *tset)
6927 {
6928         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6929         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6930
6931         if (mm) {
6932                 if (mc.to)
6933                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6934                 mmput(mm);
6935         }
6936         if (mc.to)
6937                 mem_cgroup_clear_mc();
6938 }
6939 #else   /* !CONFIG_MMU */
6940 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6941                                  struct cgroup_taskset *tset)
6942 {
6943         return 0;
6944 }
6945 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6946                                      struct cgroup_taskset *tset)
6947 {
6948 }
6949 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6950                                  struct cgroup_taskset *tset)
6951 {
6952 }
6953 #endif
6954
6955 /*
6956  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6957  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6958  */
6959 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6960 {
6961         /*
6962          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6963          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6964          * on for the root memcg is enough.
6965          */
6966         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6967                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6968 }
6969
6970 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6971         .name = "memory",
6972         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6973         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6974         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6975         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6976         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6977         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6978         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6979         .attach = mem_cgroup_move_task,
6980         .bind = mem_cgroup_bind,
6981         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6982         .early_init = 0,
6983 };
6984
6985 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6986 static int __init enable_swap_account(char *s)
6987 {
6988         if (!strcmp(s, "1"))
6989                 really_do_swap_account = 1;
6990         else if (!strcmp(s, "0"))
6991                 really_do_swap_account = 0;
6992         return 1;
6993 }
6994 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6995
6996 static void __init memsw_file_init(void)
6997 {
6998         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6999 }
7000
7001 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7002 {
7003         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7004                 do_swap_account = 1;
7005                 memsw_file_init();
7006         }
7007 }
7008
7009 #else
7010 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7011 {
7012 }
7013 #endif
7014
7015 /*
7016  * subsys_initcall() for memory controller.
7017  *
7018  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7019  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7020  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7021  * be initialized from here.
7022  */
7023 static int __init mem_cgroup_init(void)
7024 {
7025         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7026         enable_swap_cgroup();
7027         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7028         memcg_stock_init();
7029         return 0;
7030 }
7031 subsys_initcall(mem_cgroup_init);