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