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