]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
kernel/seccomp.c: kernel-doc warning fix
[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/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         /*
530          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
531          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
532          */
533         return memcg->css.cgroup->id + 1;
534 }
535
536 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
537 {
538         struct cgroup_subsys_state *css;
539
540         css = css_from_id(id - 1, &memory_cgrp_subsys);
541         return mem_cgroup_from_css(css);
542 }
543
544 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
545 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
546
547 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
548 {
549         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
550                 struct mem_cgroup *memcg;
551                 struct cg_proto *cg_proto;
552
553                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
554
555                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
556                  * filled. It won't however, necessarily happen from
557                  * process context. So the test for root memcg given
558                  * the current task's memcg won't help us in this case.
559                  *
560                  * Respecting the original socket's memcg is a better
561                  * decision in this case.
562                  */
563                 if (sk->sk_cgrp) {
564                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
565                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
566                         return;
567                 }
568
569                 rcu_read_lock();
570                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
571                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
572                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
573                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
574                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
575                 }
576                 rcu_read_unlock();
577         }
578 }
579 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
580
581 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
582 {
583         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
584                 struct mem_cgroup *memcg;
585                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
586                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
587                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
588         }
589 }
590
591 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
594                 return NULL;
595
596         return &memcg->tcp_mem;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
599
600 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
603                 return;
604         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
605 }
606 #else
607 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
608 {
609 }
610 #endif
611
612 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
613 /*
614  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
615  * The main reason for not using cgroup id for this:
616  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
617  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
618  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
619  *  200 entry array for that.
620  *
621  * The current size of the caches array is stored in
622  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
623  * increase it.
624  */
625 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
626 int memcg_limited_groups_array_size;
627
628 /*
629  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
630  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
631  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
632  * tunable, but that is strictly not necessary.
633  *
634  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
635  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
636  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
637  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
638  * increase ours as well if it increases.
639  */
640 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
641 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
642
643 /*
644  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
645  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
646  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
647  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
648  */
649 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
650 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
651
652 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
655                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
656                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
657         }
658         /*
659          * This check can't live in kmem destruction function,
660          * since the charges will outlive the cgroup
661          */
662         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
663 }
664 #else
665 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667 }
668 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
669
670 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
671 {
672         disarm_sock_keys(memcg);
673         disarm_kmem_keys(memcg);
674 }
675
676 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
677
678 static struct mem_cgroup_per_zone *
679 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
680 {
681         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
682         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
683 }
684
685 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
686 {
687         return &memcg->css;
688 }
689
690 static struct mem_cgroup_per_zone *
691 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
692 {
693         int nid = page_to_nid(page);
694         int zid = page_zonenum(page);
695
696         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
697 }
698
699 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
700 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
701 {
702         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
703 }
704
705 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
706 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
707 {
708         int nid = page_to_nid(page);
709         int zid = page_zonenum(page);
710
711         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
712 }
713
714 static void
715 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
716                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
718                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
719 {
720         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
721         struct rb_node *parent = NULL;
722         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
723
724         if (mz->on_tree)
725                 return;
726
727         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
728         if (!mz->usage_in_excess)
729                 return;
730         while (*p) {
731                 parent = *p;
732                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
733                                         tree_node);
734                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
735                         p = &(*p)->rb_left;
736                 /*
737                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
738                  * limit by the same amount
739                  */
740                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
741                         p = &(*p)->rb_right;
742         }
743         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
744         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
745         mz->on_tree = true;
746 }
747
748 static void
749 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
750                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
751                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
752 {
753         if (!mz->on_tree)
754                 return;
755         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
756         mz->on_tree = false;
757 }
758
759 static void
760 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
761                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
762                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
763 {
764         spin_lock(&mctz->lock);
765         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
766         spin_unlock(&mctz->lock);
767 }
768
769
770 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
771 {
772         unsigned long long excess;
773         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
774         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
775         int nid = page_to_nid(page);
776         int zid = page_zonenum(page);
777         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
778
779         /*
780          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
781          * because their event counter is not touched.
782          */
783         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
784                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
785                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
786                 /*
787                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
788                  * mem is over its softlimit.
789                  */
790                 if (excess || mz->on_tree) {
791                         spin_lock(&mctz->lock);
792                         /* if on-tree, remove it */
793                         if (mz->on_tree)
794                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
795                         /*
796                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
797                          * If excess is 0, no tree ops.
798                          */
799                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
800                         spin_unlock(&mctz->lock);
801                 }
802         }
803 }
804
805 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
806 {
807         int node, zone;
808         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
809         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
810
811         for_each_node(node) {
812                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
813                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
814                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
815                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
816                 }
817         }
818 }
819
820 static struct mem_cgroup_per_zone *
821 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
822 {
823         struct rb_node *rightmost = NULL;
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825
826 retry:
827         mz = NULL;
828         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
829         if (!rightmost)
830                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
831
832         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
833         /*
834          * Remove the node now but someone else can add it back,
835          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
836          * position in the tree.
837          */
838         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
839         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
840                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
841                 goto retry;
842 done:
843         return mz;
844 }
845
846 static struct mem_cgroup_per_zone *
847 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
848 {
849         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
850
851         spin_lock(&mctz->lock);
852         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
853         spin_unlock(&mctz->lock);
854         return mz;
855 }
856
857 /*
858  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
859  *
860  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
861  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
862  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
863  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
864  *
865  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
866  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
867  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
868  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
869  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
870  *
871  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
872  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
873  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
874  * implemented.
875  */
876 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
877                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
878 {
879         long val = 0;
880         int cpu;
881
882         get_online_cpus();
883         for_each_online_cpu(cpu)
884                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
885 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
886         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
887         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
888         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
889 #endif
890         put_online_cpus();
891         return val;
892 }
893
894 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
895                                          bool charge)
896 {
897         int val = (charge) ? 1 : -1;
898         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
899 }
900
901 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
902                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
903 {
904         unsigned long val = 0;
905         int cpu;
906
907         get_online_cpus();
908         for_each_online_cpu(cpu)
909                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
910 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
911         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
912         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
913         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
914 #endif
915         put_online_cpus();
916         return val;
917 }
918
919 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
920                                          struct page *page,
921                                          bool anon, int nr_pages)
922 {
923         /*
924          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
925          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
926          */
927         if (anon)
928                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
929                                 nr_pages);
930         else
931                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
932                                 nr_pages);
933
934         if (PageTransHuge(page))
935                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
936                                 nr_pages);
937
938         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
939         if (nr_pages > 0)
940                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
941         else {
942                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
943                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
944         }
945
946         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
947 }
948
949 unsigned long
950 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
951 {
952         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
953
954         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
955         return mz->lru_size[lru];
956 }
957
958 static unsigned long
959 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
960                         unsigned int lru_mask)
961 {
962         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
963         enum lru_list lru;
964         unsigned long ret = 0;
965
966         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
967
968         for_each_lru(lru) {
969                 if (BIT(lru) & lru_mask)
970                         ret += mz->lru_size[lru];
971         }
972         return ret;
973 }
974
975 static unsigned long
976 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
977                         int nid, unsigned int lru_mask)
978 {
979         u64 total = 0;
980         int zid;
981
982         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
983                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
984                                                 nid, zid, lru_mask);
985
986         return total;
987 }
988
989 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
990                         unsigned int lru_mask)
991 {
992         int nid;
993         u64 total = 0;
994
995         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
996                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
997         return total;
998 }
999
1000 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1001                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1002 {
1003         unsigned long val, next;
1004
1005         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1006         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1007         /* from time_after() in jiffies.h */
1008         if ((long)next - (long)val < 0) {
1009                 switch (target) {
1010                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1011                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1012                         break;
1013                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1014                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1015                         break;
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1017                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 default:
1020                         break;
1021                 }
1022                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1023                 return true;
1024         }
1025         return false;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Check events in order.
1030  *
1031  */
1032 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1033 {
1034         preempt_disable();
1035         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1036         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1037                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1038                 bool do_softlimit;
1039                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1040
1041                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1043 #if MAX_NUMNODES > 1
1044                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1045                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1046 #endif
1047                 preempt_enable();
1048
1049                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1050                 if (unlikely(do_softlimit))
1051                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1052 #if MAX_NUMNODES > 1
1053                 if (unlikely(do_numainfo))
1054                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1055 #endif
1056         } else
1057                 preempt_enable();
1058 }
1059
1060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1061 {
1062         /*
1063          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1064          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1065          * So this can be called with p == NULL.
1066          */
1067         if (unlikely(!p))
1068                 return NULL;
1069
1070         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1071 }
1072
1073 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1074 {
1075         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1076
1077         rcu_read_lock();
1078         do {
1079                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1080                 if (unlikely(!memcg))
1081                         memcg = root_mem_cgroup;
1082         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1083         rcu_read_unlock();
1084         return memcg;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1089  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1090  *
1091  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1092  */
1093 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1094                 struct mem_cgroup *last_visited)
1095 {
1096         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1097
1098         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1099 skip_node:
1100         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1101
1102         /*
1103          * Even if we found a group we have to make sure it is
1104          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1105          * skipped and we should continue the tree walk.
1106          * last_visited css is safe to use because it is
1107          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1108          *
1109          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1110          * because we might race with the root removal when it would
1111          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1112          * would end up in an endless loop because it expects that at
1113          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1114          * because caller of the iterator should hold it already so
1115          * skipping css reference should be safe.
1116          */
1117         if (next_css) {
1118                 if ((next_css == &root->css) ||
1119                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css)))
1120                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1121
1122                 prev_css = next_css;
1123                 goto skip_node;
1124         }
1125
1126         return NULL;
1127 }
1128
1129 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1130 {
1131         /*
1132          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1133          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1134          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1135          */
1136         atomic_inc(&root->dead_count);
1137 }
1138
1139 static struct mem_cgroup *
1140 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1141                      struct mem_cgroup *root,
1142                      int *sequence)
1143 {
1144         struct mem_cgroup *position = NULL;
1145         /*
1146          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1147          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1148          *
1149          * If the iterator is valid, we may still race with an
1150          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1151          * released, tryget will fail if we lost the race.
1152          */
1153         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1154         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1155                 smp_rmb();
1156                 position = iter->last_visited;
1157
1158                 /*
1159                  * We cannot take a reference to root because we might race
1160                  * with root removal and returning NULL would end up in
1161                  * an endless loop on the iterator user level when root
1162                  * would be returned all the time.
1163                  */
1164                 if (position && position != root &&
1165                                 !css_tryget(&position->css))
1166                         position = NULL;
1167         }
1168         return position;
1169 }
1170
1171 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1172                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1173                                    struct mem_cgroup *new_position,
1174                                    struct mem_cgroup *root,
1175                                    int sequence)
1176 {
1177         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1178         if (last_visited && last_visited != root)
1179                 css_put(&last_visited->css);
1180         /*
1181          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1182          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1183          * don't lose destruction events in between.  We could have
1184          * raced with the destruction of @new_position after all.
1185          */
1186         iter->last_visited = new_position;
1187         smp_wmb();
1188         iter->last_dead_count = sequence;
1189 }
1190
1191 /**
1192  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1193  * @root: hierarchy root
1194  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1195  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1196  *
1197  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1198  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1199  *
1200  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1201  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1202  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1203  *
1204  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1205  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1206  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1207  */
1208 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1209                                    struct mem_cgroup *prev,
1210                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1211 {
1212         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1213         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1214
1215         if (mem_cgroup_disabled())
1216                 return NULL;
1217
1218         if (!root)
1219                 root = root_mem_cgroup;
1220
1221         if (prev && !reclaim)
1222                 last_visited = prev;
1223
1224         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1225                 if (prev)
1226                         goto out_css_put;
1227                 return root;
1228         }
1229
1230         rcu_read_lock();
1231         while (!memcg) {
1232                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1233                 int uninitialized_var(seq);
1234
1235                 if (reclaim) {
1236                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1237                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1238                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1239
1240                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1241                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1242                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1243                                 iter->last_visited = NULL;
1244                                 goto out_unlock;
1245                         }
1246
1247                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1248                 }
1249
1250                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1251
1252                 if (reclaim) {
1253                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1254                                         seq);
1255
1256                         if (!memcg)
1257                                 iter->generation++;
1258                         else if (!prev && memcg)
1259                                 reclaim->generation = iter->generation;
1260                 }
1261
1262                 if (prev && !memcg)
1263                         goto out_unlock;
1264         }
1265 out_unlock:
1266         rcu_read_unlock();
1267 out_css_put:
1268         if (prev && prev != root)
1269                 css_put(&prev->css);
1270
1271         return memcg;
1272 }
1273
1274 /**
1275  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1276  * @root: hierarchy root
1277  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1278  */
1279 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1280                            struct mem_cgroup *prev)
1281 {
1282         if (!root)
1283                 root = root_mem_cgroup;
1284         if (prev && prev != root)
1285                 css_put(&prev->css);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1290  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1291  * be used for reference counting.
1292  */
1293 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1294         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1295              iter != NULL;                              \
1296              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1297
1298 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1299         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1300              iter != NULL;                              \
1301              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1302
1303 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1304 {
1305         struct mem_cgroup *memcg;
1306
1307         rcu_read_lock();
1308         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1309         if (unlikely(!memcg))
1310                 goto out;
1311
1312         switch (idx) {
1313         case PGFAULT:
1314                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1315                 break;
1316         case PGMAJFAULT:
1317                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1318                 break;
1319         default:
1320                 BUG();
1321         }
1322 out:
1323         rcu_read_unlock();
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1326
1327 /**
1328  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1329  * @zone: zone of the wanted lruvec
1330  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1331  *
1332  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1333  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1334  * is disabled.
1335  */
1336 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1337                                       struct mem_cgroup *memcg)
1338 {
1339         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1340         struct lruvec *lruvec;
1341
1342         if (mem_cgroup_disabled()) {
1343                 lruvec = &zone->lruvec;
1344                 goto out;
1345         }
1346
1347         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1348         lruvec = &mz->lruvec;
1349 out:
1350         /*
1351          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1352          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1353          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1354          */
1355         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1356                 lruvec->zone = zone;
1357         return lruvec;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1362  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1363  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1364  *
1365  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1366  * 1. charge
1367  * 2. moving account
1368  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1369  * It is added to LRU before charge.
1370  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1371  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1372  */
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1376  * @page: the page
1377  * @zone: zone of the page
1378  */
1379 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1380 {
1381         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1382         struct mem_cgroup *memcg;
1383         struct page_cgroup *pc;
1384         struct lruvec *lruvec;
1385
1386         if (mem_cgroup_disabled()) {
1387                 lruvec = &zone->lruvec;
1388                 goto out;
1389         }
1390
1391         pc = lookup_page_cgroup(page);
1392         memcg = pc->mem_cgroup;
1393
1394         /*
1395          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1396          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1397          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1398          *
1399          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1400          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1401          * of pc->mem_cgroup safe.
1402          */
1403         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1404                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1405
1406         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1407         lruvec = &mz->lruvec;
1408 out:
1409         /*
1410          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1411          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1412          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1413          */
1414         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1415                 lruvec->zone = zone;
1416         return lruvec;
1417 }
1418
1419 /**
1420  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1421  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1422  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1423  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1424  *
1425  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1426  * lru list.
1427  */
1428 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1429                                 int nr_pages)
1430 {
1431         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1432         unsigned long *lru_size;
1433
1434         if (mem_cgroup_disabled())
1435                 return;
1436
1437         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1438         lru_size = mz->lru_size + lru;
1439         *lru_size += nr_pages;
1440         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1445  * hierarchy subtree
1446  */
1447 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1448                                   struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         if (root_memcg == memcg)
1451                 return true;
1452         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1453                 return false;
1454         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1455 }
1456
1457 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1458                                        struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         bool ret;
1461
1462         rcu_read_lock();
1463         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1464         rcu_read_unlock();
1465         return ret;
1466 }
1467
1468 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1469                         const struct mem_cgroup *memcg)
1470 {
1471         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1472         struct task_struct *p;
1473         bool ret;
1474
1475         p = find_lock_task_mm(task);
1476         if (p) {
1477                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1478                 task_unlock(p);
1479         } else {
1480                 /*
1481                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1482                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1483                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1484                  */
1485                 rcu_read_lock();
1486                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1487                 if (curr)
1488                         css_get(&curr->css);
1489                 rcu_read_unlock();
1490         }
1491         /*
1492          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1493          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1494          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1495          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1496          */
1497         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1498         css_put(&curr->css);
1499         return ret;
1500 }
1501
1502 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1503 {
1504         unsigned long inactive_ratio;
1505         unsigned long inactive;
1506         unsigned long active;
1507         unsigned long gb;
1508
1509         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1510         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1511
1512         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1513         if (gb)
1514                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1515         else
1516                 inactive_ratio = 1;
1517
1518         return inactive * inactive_ratio < active;
1519 }
1520
1521 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1522         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1523
1524 /**
1525  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1526  * @memcg: the memory cgroup
1527  *
1528  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1529  * pages.
1530  */
1531 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         unsigned long long margin;
1534
1535         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1536         if (do_swap_account)
1537                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1538         return margin >> PAGE_SHIFT;
1539 }
1540
1541 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1542 {
1543         /* root ? */
1544         if (!css_parent(&memcg->css))
1545                 return vm_swappiness;
1546
1547         return memcg->swappiness;
1548 }
1549
1550 /*
1551  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1552  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1553  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1554  * rcu_read_lock(), like this:
1555  *
1556  *         CPU-A                                    CPU-B
1557  *                                              rcu_read_lock()
1558  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1559  *                                                   take heavy locks.
1560  *         synchronize_rcu()                    update something.
1561  *                                              rcu_read_unlock()
1562  *         start move here.
1563  */
1564
1565 /* for quick checking without looking up memcg */
1566 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1567
1568 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1569 {
1570         atomic_inc(&memcg_moving);
1571         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1572         synchronize_rcu();
1573 }
1574
1575 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1576 {
1577         /*
1578          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1579          * We check NULL in callee rather than caller.
1580          */
1581         if (memcg) {
1582                 atomic_dec(&memcg_moving);
1583                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1584         }
1585 }
1586
1587 /*
1588  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1589  *
1590  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1591  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1592  * caused by "move".
1593  */
1594 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1595 {
1596         struct mem_cgroup *from;
1597         struct mem_cgroup *to;
1598         bool ret = false;
1599         /*
1600          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1601          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1602          */
1603         spin_lock(&mc.lock);
1604         from = mc.from;
1605         to = mc.to;
1606         if (!from)
1607                 goto unlock;
1608
1609         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1610                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1611 unlock:
1612         spin_unlock(&mc.lock);
1613         return ret;
1614 }
1615
1616 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1617 {
1618         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1619                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1620                         DEFINE_WAIT(wait);
1621                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1622                         /* moving charge context might have finished. */
1623                         if (mc.moving_task)
1624                                 schedule();
1625                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1626                         return true;
1627                 }
1628         }
1629         return false;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Take this lock when
1634  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1635  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1636  */
1637 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1638                                   unsigned long *flags)
1639 {
1640         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1641 }
1642
1643 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1644                                 unsigned long *flags)
1645 {
1646         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1647 }
1648
1649 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1650 /**
1651  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1652  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1653  * @p: Task that is going to be killed
1654  *
1655  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1656  * enabled
1657  */
1658 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1659 {
1660         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1661         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1662         struct mem_cgroup *iter;
1663         unsigned int i;
1664
1665         if (!p)
1666                 return;
1667
1668         mutex_lock(&oom_info_lock);
1669         rcu_read_lock();
1670
1671         pr_info("Task in ");
1672         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1673         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1674         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1675         pr_info("\n");
1676
1677         rcu_read_unlock();
1678
1679         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1681                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1682                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1683         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1684                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1685                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1686                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1687         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1688                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1689                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1690                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1691
1692         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1693                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1694                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1695                 pr_cont(":");
1696
1697                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1698                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1699                                 continue;
1700                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1701                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1702                 }
1703
1704                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1705                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1706                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1707
1708                 pr_cont("\n");
1709         }
1710         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1715  * 1(self count) if no children.
1716  */
1717 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1718 {
1719         int num = 0;
1720         struct mem_cgroup *iter;
1721
1722         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1723                 num++;
1724         return num;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1729  */
1730 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         u64 limit;
1733
1734         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1735
1736         /*
1737          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1738          */
1739         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1740                 u64 memsw;
1741
1742                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1743                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1744
1745                 /*
1746                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1747                  * available to this memcg, return that limit.
1748                  */
1749                 limit = min(limit, memsw);
1750         }
1751
1752         return limit;
1753 }
1754
1755 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1756                                      int order)
1757 {
1758         struct mem_cgroup *iter;
1759         unsigned long chosen_points = 0;
1760         unsigned long totalpages;
1761         unsigned int points = 0;
1762         struct task_struct *chosen = NULL;
1763
1764         /*
1765          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1766          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1767          * quickly exit and free its memory.
1768          */
1769         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1770                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1771                 return;
1772         }
1773
1774         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1775         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1776         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1777                 struct css_task_iter it;
1778                 struct task_struct *task;
1779
1780                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1781                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1782                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1783                                                         false)) {
1784                         case OOM_SCAN_SELECT:
1785                                 if (chosen)
1786                                         put_task_struct(chosen);
1787                                 chosen = task;
1788                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1789                                 get_task_struct(chosen);
1790                                 /* fall through */
1791                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1792                                 continue;
1793                         case OOM_SCAN_ABORT:
1794                                 css_task_iter_end(&it);
1795                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1796                                 if (chosen)
1797                                         put_task_struct(chosen);
1798                                 return;
1799                         case OOM_SCAN_OK:
1800                                 break;
1801                         };
1802                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1803                         if (!points || points < chosen_points)
1804                                 continue;
1805                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1806                         if (points == chosen_points &&
1807                             thread_group_leader(chosen))
1808                                 continue;
1809
1810                         if (chosen)
1811                                 put_task_struct(chosen);
1812                         chosen = task;
1813                         chosen_points = points;
1814                         get_task_struct(chosen);
1815                 }
1816                 css_task_iter_end(&it);
1817         }
1818
1819         if (!chosen)
1820                 return;
1821         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1822         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1823                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1824 }
1825
1826 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1827                                         gfp_t gfp_mask,
1828                                         unsigned long flags)
1829 {
1830         unsigned long total = 0;
1831         bool noswap = false;
1832         int loop;
1833
1834         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1835                 noswap = true;
1836         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1837                 noswap = true;
1838
1839         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1840                 if (loop)
1841                         drain_all_stock_async(memcg);
1842                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1843                 /*
1844                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1845                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1846                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1847                  */
1848                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1849                         break;
1850                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1851                         break;
1852                 /*
1853                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1854                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1855                  */
1856                 if (loop && !total)
1857                         break;
1858         }
1859         return total;
1860 }
1861
1862 /**
1863  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1864  * @memcg: the target memcg
1865  * @nid: the node ID to be checked.
1866  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1867  *
1868  * This function returns whether the specified memcg contains any
1869  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1870  * pages in the node.
1871  */
1872 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1873                 int nid, bool noswap)
1874 {
1875         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1876                 return true;
1877         if (noswap || !total_swap_pages)
1878                 return false;
1879         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1880                 return true;
1881         return false;
1882
1883 }
1884 #if MAX_NUMNODES > 1
1885
1886 /*
1887  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1888  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1889  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1890  *
1891  */
1892 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1893 {
1894         int nid;
1895         /*
1896          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1897          * pagein/pageout changes since the last update.
1898          */
1899         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1900                 return;
1901         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1902                 return;
1903
1904         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1905         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1906
1907         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1908
1909                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1910                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1911         }
1912
1913         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1914         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1919  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1920  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1921  *
1922  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1923  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1924  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1925  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1926  *
1927  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1928  */
1929 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1930 {
1931         int node;
1932
1933         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1934         node = memcg->last_scanned_node;
1935
1936         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1937         if (node == MAX_NUMNODES)
1938                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1939         /*
1940          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1941          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1942          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1943          * we use curret node.
1944          */
1945         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1946                 node = numa_node_id();
1947
1948         memcg->last_scanned_node = node;
1949         return node;
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1954  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1955  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1956  * enough new information. We need to do double check.
1957  */
1958 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1959 {
1960         int nid;
1961
1962         /*
1963          * quick check...making use of scan_node.
1964          * We can skip unused nodes.
1965          */
1966         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1967                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1968                      nid < MAX_NUMNODES;
1969                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1970
1971                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1972                                 return true;
1973                 }
1974         }
1975         /*
1976          * Check rest of nodes.
1977          */
1978         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1979                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1980                         continue;
1981                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1982                         return true;
1983         }
1984         return false;
1985 }
1986
1987 #else
1988 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1989 {
1990         return 0;
1991 }
1992
1993 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1994 {
1995         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1996 }
1997 #endif
1998
1999 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2000                                    struct zone *zone,
2001                                    gfp_t gfp_mask,
2002                                    unsigned long *total_scanned)
2003 {
2004         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2005         int total = 0;
2006         int loop = 0;
2007         unsigned long excess;
2008         unsigned long nr_scanned;
2009         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2010                 .zone = zone,
2011                 .priority = 0,
2012         };
2013
2014         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2015
2016         while (1) {
2017                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2018                 if (!victim) {
2019                         loop++;
2020                         if (loop >= 2) {
2021                                 /*
2022                                  * If we have not been able to reclaim
2023                                  * anything, it might because there are
2024                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2025                                  */
2026                                 if (!total)
2027                                         break;
2028                                 /*
2029                                  * We want to do more targeted reclaim.
2030                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2031                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2032                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2033                                  */
2034                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2035                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2036                                         break;
2037                         }
2038                         continue;
2039                 }
2040                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2041                         continue;
2042                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2043                                                      zone, &nr_scanned);
2044                 *total_scanned += nr_scanned;
2045                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2046                         break;
2047         }
2048         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2049         return total;
2050 }
2051
2052 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2053 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2054         .name = "memcg_oom_lock",
2055 };
2056 #endif
2057
2058 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2059
2060 /*
2061  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2062  * If someone is running, return false.
2063  */
2064 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2065 {
2066         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2067
2068         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2069
2070         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2071                 if (iter->oom_lock) {
2072                         /*
2073                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2074                          * so we cannot give a lock.
2075                          */
2076                         failed = iter;
2077                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2078                         break;
2079                 } else
2080                         iter->oom_lock = true;
2081         }
2082
2083         if (failed) {
2084                 /*
2085                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2086                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2087                  */
2088                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2089                         if (iter == failed) {
2090                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2091                                 break;
2092                         }
2093                         iter->oom_lock = false;
2094                 }
2095         } else
2096                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2097
2098         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2099
2100         return !failed;
2101 }
2102
2103 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2104 {
2105         struct mem_cgroup *iter;
2106
2107         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2108         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2109         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2110                 iter->oom_lock = false;
2111         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2112 }
2113
2114 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2115 {
2116         struct mem_cgroup *iter;
2117
2118         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2119                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2120 }
2121
2122 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2123 {
2124         struct mem_cgroup *iter;
2125
2126         /*
2127          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2128          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2129          * atomic_add_unless() here.
2130          */
2131         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2132                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2133 }
2134
2135 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2136
2137 struct oom_wait_info {
2138         struct mem_cgroup *memcg;
2139         wait_queue_t    wait;
2140 };
2141
2142 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2143         unsigned mode, int sync, void *arg)
2144 {
2145         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2146         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2147         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2148
2149         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2150         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2151
2152         /*
2153          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2154          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2155          */
2156         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2157                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2158                 return 0;
2159         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2160 }
2161
2162 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2163 {
2164         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2165         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2166         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2167 }
2168
2169 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2170 {
2171         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2172                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2173 }
2174
2175 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2176 {
2177         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2178                 return;
2179         /*
2180          * We are in the middle of the charge context here, so we
2181          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2182          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2183          *
2184          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2185          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2186          * invocation might not even be necessary.
2187          *
2188          * That's why we don't do anything here except remember the
2189          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2190          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2191          * and when we know whether the fault was overall successful.
2192          */
2193         css_get(&memcg->css);
2194         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2195         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2196         current->memcg_oom.order = order;
2197 }
2198
2199 /**
2200  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2201  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2202  *
2203  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2204  * handler was enabled.
2205  *
2206  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2207  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2208  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2209  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2210  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2211  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2212  *
2213  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2214  * completed, %false otherwise.
2215  */
2216 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2217 {
2218         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2219         struct oom_wait_info owait;
2220         bool locked;
2221
2222         /* OOM is global, do not handle */
2223         if (!memcg)
2224                 return false;
2225
2226         if (!handle)
2227                 goto cleanup;
2228
2229         owait.memcg = memcg;
2230         owait.wait.flags = 0;
2231         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2232         owait.wait.private = current;
2233         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2234
2235         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2236         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2237
2238         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2239
2240         if (locked)
2241                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2242
2243         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2244                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2245                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2246                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2247                                          current->memcg_oom.order);
2248         } else {
2249                 schedule();
2250                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2251                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2252         }
2253
2254         if (locked) {
2255                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2256                 /*
2257                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2258                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2259                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2260                  */
2261                 memcg_oom_recover(memcg);
2262         }
2263 cleanup:
2264         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2265         css_put(&memcg->css);
2266         return true;
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2271  *
2272  * Notes: Race condition
2273  *
2274  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2275  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2276  * to do so _always_.
2277  *
2278  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2279  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2280  * are no race with "charge".
2281  *
2282  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2283  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2284  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2285  * by flags.
2286  *
2287  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2288  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2289  * of race or not. If there is, we take a lock.
2290  */
2291
2292 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2293                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2294 {
2295         struct mem_cgroup *memcg;
2296         struct page_cgroup *pc;
2297
2298         pc = lookup_page_cgroup(page);
2299 again:
2300         memcg = pc->mem_cgroup;
2301         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2302                 return;
2303         /*
2304          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2305          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2306          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2307          * rcu_read_unlock().
2308          */
2309         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2310         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2311                 return;
2312
2313         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2314         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2315                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2316                 goto again;
2317         }
2318         *locked = true;
2319 }
2320
2321 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2322 {
2323         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2324
2325         /*
2326          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2327          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2328          * should take move_lock_mem_cgroup().
2329          */
2330         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2331 }
2332
2333 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2334                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2335 {
2336         struct mem_cgroup *memcg;
2337         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2338         unsigned long uninitialized_var(flags);
2339
2340         if (mem_cgroup_disabled())
2341                 return;
2342
2343         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2344         memcg = pc->mem_cgroup;
2345         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2346                 return;
2347
2348         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2349 }
2350
2351 /*
2352  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2353  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2354  */
2355 #define CHARGE_BATCH    32U
2356 struct memcg_stock_pcp {
2357         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2358         unsigned int nr_pages;
2359         struct work_struct work;
2360         unsigned long flags;
2361 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2362 };
2363 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2364 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2365
2366 /**
2367  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2368  * @memcg: memcg to consume from.
2369  * @nr_pages: how many pages to charge.
2370  *
2371  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2372  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2373  * service an allocation will refill the stock.
2374  *
2375  * returns true if successful, false otherwise.
2376  */
2377 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2378 {
2379         struct memcg_stock_pcp *stock;
2380         bool ret = true;
2381
2382         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2383                 return false;
2384
2385         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2386         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2387                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2388         else /* need to call res_counter_charge */
2389                 ret = false;
2390         put_cpu_var(memcg_stock);
2391         return ret;
2392 }
2393
2394 /*
2395  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2396  */
2397 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2398 {
2399         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2400
2401         if (stock->nr_pages) {
2402                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2403
2404                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2405                 if (do_swap_account)
2406                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2407                 stock->nr_pages = 0;
2408         }
2409         stock->cached = NULL;
2410 }
2411
2412 /*
2413  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2414  * a thread which is pinned to local cpu.
2415  */
2416 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2417 {
2418         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2419         drain_stock(stock);
2420         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2421 }
2422
2423 static void __init memcg_stock_init(void)
2424 {
2425         int cpu;
2426
2427         for_each_possible_cpu(cpu) {
2428                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2429                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2430                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2431         }
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2436  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2437  */
2438 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2439 {
2440         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2441
2442         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2443                 drain_stock(stock);
2444                 stock->cached = memcg;
2445         }
2446         stock->nr_pages += nr_pages;
2447         put_cpu_var(memcg_stock);
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2452  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2453  * until the work is done.
2454  */
2455 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2456 {
2457         int cpu, curcpu;
2458
2459         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2460         get_online_cpus();
2461         curcpu = get_cpu();
2462         for_each_online_cpu(cpu) {
2463                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2464                 struct mem_cgroup *memcg;
2465
2466                 memcg = stock->cached;
2467                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2468                         continue;
2469                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2470                         continue;
2471                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2472                         if (cpu == curcpu)
2473                                 drain_local_stock(&stock->work);
2474                         else
2475                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2476                 }
2477         }
2478         put_cpu();
2479
2480         if (!sync)
2481                 goto out;
2482
2483         for_each_online_cpu(cpu) {
2484                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2485                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2486                         flush_work(&stock->work);
2487         }
2488 out:
2489         put_online_cpus();
2490 }
2491
2492 /*
2493  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2494  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2495  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2496  * it.
2497  */
2498 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2499 {
2500         /*
2501          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2502          */
2503         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2504                 return;
2505         drain_all_stock(root_memcg, false);
2506         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2507 }
2508
2509 /* This is a synchronous drain interface. */
2510 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2511 {
2512         /* called when force_empty is called */
2513         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2514         drain_all_stock(root_memcg, true);
2515         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2520  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2521  */
2522 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2523 {
2524         int i;
2525
2526         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2527         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2528                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2529
2530                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2531                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2532         }
2533         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2534                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2535
2536                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2537                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2538         }
2539         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2540 }
2541
2542 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2543                                         unsigned long action,
2544                                         void *hcpu)
2545 {
2546         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2547         struct memcg_stock_pcp *stock;
2548         struct mem_cgroup *iter;
2549
2550         if (action == CPU_ONLINE)
2551                 return NOTIFY_OK;
2552
2553         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2554                 return NOTIFY_OK;
2555
2556         for_each_mem_cgroup(iter)
2557                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2558
2559         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2560         drain_stock(stock);
2561         return NOTIFY_OK;
2562 }
2563
2564
2565 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2566 enum {
2567         CHARGE_OK,              /* success */
2568         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2569         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2570         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2571 };
2572
2573 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2574                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2575                                 bool invoke_oom)
2576 {
2577         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2578         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2579         struct res_counter *fail_res;
2580         unsigned long flags = 0;
2581         int ret;
2582
2583         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2584
2585         if (likely(!ret)) {
2586                 if (!do_swap_account)
2587                         return CHARGE_OK;
2588                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2589                 if (likely(!ret))
2590                         return CHARGE_OK;
2591
2592                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2593                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2594                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2595         } else
2596                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2597         /*
2598          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2599          * single page instead.
2600          */
2601         if (nr_pages > min_pages)
2602                 return CHARGE_RETRY;
2603
2604         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2605                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2606
2607         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2608                 return CHARGE_NOMEM;
2609
2610         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2611         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2612                 return CHARGE_RETRY;
2613         /*
2614          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2615          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2616          * before killing the task.
2617          *
2618          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2619          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2620          * to regular pages anyway in case of failure.
2621          */
2622         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2623                 return CHARGE_RETRY;
2624
2625         /*
2626          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2627          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2628          */
2629         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2630                 return CHARGE_RETRY;
2631
2632         if (invoke_oom)
2633                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2634
2635         return CHARGE_NOMEM;
2636 }
2637
2638 /**
2639  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2640  * @memcg: memcg to charge
2641  * @nr_pages: number of pages to charge
2642  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2643  *
2644  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2645  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2646  */
2647 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2648                                  gfp_t gfp_mask,
2649                                  unsigned int nr_pages,
2650                                  bool oom)
2651 {
2652         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2653         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2654         int ret;
2655
2656         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2657                 goto done;
2658         /*
2659          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2660          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2661          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2662          * free their memory.
2663          */
2664         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2665                      fatal_signal_pending(current) ||
2666                      current->flags & PF_EXITING))
2667                 goto bypass;
2668
2669         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2670                 goto nomem;
2671
2672         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2673                 oom = false;
2674 again:
2675         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2676                 goto done;
2677
2678         do {
2679                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2680
2681                 /* If killed, bypass charge */
2682                 if (fatal_signal_pending(current))
2683                         goto bypass;
2684
2685                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2686                                            nr_pages, invoke_oom);
2687                 switch (ret) {
2688                 case CHARGE_OK:
2689                         break;
2690                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2691                         batch = nr_pages;
2692                         goto again;
2693                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2694                         goto nomem;
2695                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2696                         if (!oom || invoke_oom)
2697                                 goto nomem;
2698                         nr_oom_retries--;
2699                         break;
2700                 }
2701         } while (ret != CHARGE_OK);
2702
2703         if (batch > nr_pages)
2704                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2705 done:
2706         return 0;
2707 nomem:
2708         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2709                 return -ENOMEM;
2710 bypass:
2711         return -EINTR;
2712 }
2713
2714 /**
2715  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2716  * @mm: mm_struct to charge
2717  * @nr_pages: number of pages to charge
2718  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2719  *
2720  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2721  * NULL the charge failed.
2722  */
2723 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2724                                  gfp_t gfp_mask,
2725                                  unsigned int nr_pages,
2726                                  bool oom)
2727
2728 {
2729         struct mem_cgroup *memcg;
2730         int ret;
2731
2732         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2733         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2734         css_put(&memcg->css);
2735         if (ret == -EINTR)
2736                 memcg = root_mem_cgroup;
2737         else if (ret)
2738                 memcg = NULL;
2739
2740         return memcg;
2741 }
2742
2743 /*
2744  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2745  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2746  * gotten by try_charge().
2747  */
2748 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2749                                        unsigned int nr_pages)
2750 {
2751         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2752                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2753
2754                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2755                 if (do_swap_account)
2756                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2757         }
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2762  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2763  */
2764 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2765                                         unsigned int nr_pages)
2766 {
2767         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2768
2769         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2770                 return;
2771
2772         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2773         if (do_swap_account)
2774                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2775                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2780  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2781  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2782  * called against removed memcg.)
2783  */
2784 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2785 {
2786         /* ID 0 is unused ID */
2787         if (!id)
2788                 return NULL;
2789         return mem_cgroup_from_id(id);
2790 }
2791
2792 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2793 {
2794         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2795         struct page_cgroup *pc;
2796         unsigned short id;
2797         swp_entry_t ent;
2798
2799         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2800
2801         pc = lookup_page_cgroup(page);
2802         lock_page_cgroup(pc);
2803         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2804                 memcg = pc->mem_cgroup;
2805                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2806                         memcg = NULL;
2807         } else if (PageSwapCache(page)) {
2808                 ent.val = page_private(page);
2809                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2810                 rcu_read_lock();
2811                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2812                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2813                         memcg = NULL;
2814                 rcu_read_unlock();
2815         }
2816         unlock_page_cgroup(pc);
2817         return memcg;
2818 }
2819
2820 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2821                                        struct page *page,
2822                                        unsigned int nr_pages,
2823                                        enum charge_type ctype,
2824                                        bool lrucare)
2825 {
2826         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2827         struct zone *uninitialized_var(zone);
2828         struct lruvec *lruvec;
2829         bool was_on_lru = false;
2830         bool anon;
2831
2832         lock_page_cgroup(pc);
2833         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2834         /*
2835          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2836          * accessed by any other context at this point.
2837          */
2838
2839         /*
2840          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2841          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2842          */
2843         if (lrucare) {
2844                 zone = page_zone(page);
2845                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2846                 if (PageLRU(page)) {
2847                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2848                         ClearPageLRU(page);
2849                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2850                         was_on_lru = true;
2851                 }
2852         }
2853
2854         pc->mem_cgroup = memcg;
2855         /*
2856          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2857          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2858          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2859          * before USED bit, we need memory barrier here.
2860          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2861          */
2862         smp_wmb();
2863         SetPageCgroupUsed(pc);
2864
2865         if (lrucare) {
2866                 if (was_on_lru) {
2867                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2868                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2869                         SetPageLRU(page);
2870                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2871                 }
2872                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2873         }
2874
2875         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2876                 anon = true;
2877         else
2878                 anon = false;
2879
2880         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2881         unlock_page_cgroup(pc);
2882
2883         /*
2884          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2885          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2886          * if they exceeds softlimit.
2887          */
2888         memcg_check_events(memcg, page);
2889 }
2890
2891 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2892
2893 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2894 /*
2895  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2896  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2897  */
2898 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2899
2900 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2901
2902 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2903 {
2904         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2905                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2910  * in the memcg_cache_params struct.
2911  */
2912 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2913 {
2914         struct kmem_cache *cachep;
2915
2916         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2917         cachep = p->root_cache;
2918         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2919 }
2920
2921 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2922 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2923 {
2924         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2925         struct memcg_cache_params *params;
2926
2927         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2928                 return -EIO;
2929
2930         print_slabinfo_header(m);
2931
2932         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2933         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2934                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2935         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2936
2937         return 0;
2938 }
2939 #endif
2940
2941 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2942 {
2943         struct res_counter *fail_res;
2944         int ret = 0;
2945
2946         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2947         if (ret)
2948                 return ret;
2949
2950         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2951                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2952         if (ret == -EINTR)  {
2953                 /*
2954                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2955                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2956                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2957                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2958                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2959                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2960                  * our minds.
2961                  *
2962                  * This condition will only trigger if the task entered
2963                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2964                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2965                  * dying when the allocation triggers should have been already
2966                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2967                  */
2968                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2969                 if (do_swap_account)
2970                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2971                                                   &fail_res);
2972                 ret = 0;
2973         } else if (ret)
2974                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2975
2976         return ret;
2977 }
2978
2979 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2980 {
2981         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2982         if (do_swap_account)
2983                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2984
2985         /* Not down to 0 */
2986         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2987                 return;
2988
2989         /*
2990          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2991          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2992          * outliving the memcg existence.
2993          *
2994          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2995          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2996          */
2997         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2998                 css_put(&memcg->css);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3003  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3004  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3005  */
3006 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3007 {
3008         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3009 }
3010
3011 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3012 {
3013         ssize_t size;
3014         if (num_groups <= 0)
3015                 return 0;
3016
3017         size = 2 * num_groups;
3018         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3019                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3020         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3021                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3022
3023         return size;
3024 }
3025
3026 /*
3027  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3028  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3029  * calling this.
3030  */
3031 void memcg_update_array_size(int num)
3032 {
3033         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3034                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3035 }
3036
3037 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3038 {
3039         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3040
3041         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3042
3043         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3044                 int i;
3045                 struct memcg_cache_params *new_params;
3046                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3047
3048                 size *= sizeof(void *);
3049                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3050
3051                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3052                 if (!new_params)
3053                         return -ENOMEM;
3054
3055                 new_params->is_root_cache = true;
3056
3057                 /*
3058                  * There is the chance it will be bigger than
3059                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3060                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3061                  * have a bigger array.
3062                  *
3063                  * But if that is the case, the data after
3064                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3065                  */
3066                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3067                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3068                                 continue;
3069                         new_params->memcg_caches[i] =
3070                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3071                 }
3072
3073                 /*
3074                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3075                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3076                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3077                  *
3078                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3079                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3080                  * anyway.
3081                  */
3082                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3083                 if (cur_params)
3084                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3085         }
3086         return 0;
3087 }
3088
3089 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3090                              struct kmem_cache *root_cache)
3091 {
3092         size_t size;
3093
3094         if (!memcg_kmem_enabled())
3095                 return 0;
3096
3097         if (!memcg) {
3098                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3099                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3100         } else
3101                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3102
3103         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3104         if (!s->memcg_params)
3105                 return -ENOMEM;
3106
3107         if (memcg) {
3108                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3109                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3110                 css_get(&memcg->css);
3111         } else
3112                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3113
3114         return 0;
3115 }
3116
3117 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3118 {
3119         if (!s->memcg_params)
3120                 return;
3121         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3122                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3123         kfree(s->memcg_params);
3124 }
3125
3126 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3127                                  struct kmem_cache *root_cache)
3128 {
3129         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3130                                                      memcg_slab_mutex */
3131         struct kmem_cache *cachep;
3132         int id;
3133
3134         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3135
3136         id = memcg_cache_id(memcg);
3137
3138         /*
3139          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3140          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3141          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3142          */
3143         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3144                 return;
3145
3146         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3147         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3148         /*
3149          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3150          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3151          * cache.
3152          */
3153         if (!cachep)
3154                 return;
3155
3156         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3157
3158         /*
3159          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3160          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3161          * initialized.
3162          */
3163         smp_wmb();
3164
3165         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3166         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3167 }
3168
3169 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3170 {
3171         struct kmem_cache *root_cache;
3172         struct mem_cgroup *memcg;
3173         int id;
3174
3175         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3176
3177         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3178
3179         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3180         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3181         id = memcg_cache_id(memcg);
3182
3183         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3184         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3185
3186         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3187
3188         kmem_cache_destroy(cachep);
3189 }
3190
3191 /*
3192  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3193  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3194  * enqueing new caches to be created.
3195  *
3196  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3197  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3198  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3199  * objects during debug.
3200  *
3201  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3202  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3203  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3204  * cache again, failing at the same point.
3205  *
3206  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3207  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3208  * inside the following two functions.
3209  */
3210 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3211 {
3212         VM_BUG_ON(!current->mm);
3213         current->memcg_kmem_skip_account++;
3214 }
3215
3216 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3217 {
3218         VM_BUG_ON(!current->mm);
3219         current->memcg_kmem_skip_account--;
3220 }
3221
3222 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3223 {
3224         struct kmem_cache *c;
3225         int i, failed = 0;
3226
3227         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3228         for_each_memcg_cache_index(i) {
3229                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3230                 if (!c)
3231                         continue;
3232
3233                 memcg_unregister_cache(c);
3234
3235                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3236                         failed++;
3237         }
3238         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3239         return failed;
3240 }
3241
3242 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3243 {
3244         struct kmem_cache *cachep;
3245         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3246
3247         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3248                 return;
3249
3250         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3251         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3252                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3253                 kmem_cache_shrink(cachep);
3254                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3255                         memcg_unregister_cache(cachep);
3256         }
3257         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3258 }
3259
3260 struct memcg_register_cache_work {
3261         struct mem_cgroup *memcg;
3262         struct kmem_cache *cachep;
3263         struct work_struct work;
3264 };
3265
3266 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3267 {
3268         struct memcg_register_cache_work *cw =
3269                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3270         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3271         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3272
3273         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3274         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3275         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3276
3277         css_put(&memcg->css);
3278         kfree(cw);
3279 }
3280
3281 /*
3282  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3283  */
3284 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3285                                             struct kmem_cache *cachep)
3286 {
3287         struct memcg_register_cache_work *cw;
3288
3289         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3290         if (cw == NULL) {
3291                 css_put(&memcg->css);
3292                 return;
3293         }
3294
3295         cw->memcg = memcg;
3296         cw->cachep = cachep;
3297
3298         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3299         schedule_work(&cw->work);
3300 }
3301
3302 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3303                                           struct kmem_cache *cachep)
3304 {
3305         /*
3306          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3307          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3308          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3309          *
3310          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3311          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3312          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3313          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3314          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3315          */
3316         memcg_stop_kmem_account();
3317         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3318         memcg_resume_kmem_account();
3319 }
3320
3321 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3322 {
3323         int res;
3324
3325         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3326                                 PAGE_SIZE << order);
3327         if (!res)
3328                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3329         return res;
3330 }
3331
3332 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3333 {
3334         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3335         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3336 }
3337
3338 /*
3339  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3340  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3341  *
3342  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3343  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3344  * in a workqueue.
3345  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3346  * the original cache.
3347  *
3348  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3349  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3350  */
3351 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3352                                           gfp_t gfp)
3353 {
3354         struct mem_cgroup *memcg;
3355         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3356
3357         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3358         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3359
3360         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3361                 return cachep;
3362
3363         rcu_read_lock();
3364         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3365
3366         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3367                 goto out;
3368
3369         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3370         if (likely(memcg_cachep)) {
3371                 cachep = memcg_cachep;
3372                 goto out;
3373         }
3374
3375         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3376         if (!css_tryget(&memcg->css))
3377                 goto out;
3378         rcu_read_unlock();
3379
3380         /*
3381          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3382          * context), we could be be predictable and return right away.
3383          * This would guarantee that the allocation being performed
3384          * already belongs in the new cache.
3385          *
3386          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3387          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3388          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3389          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3390          * defer everything.
3391          */
3392         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3393         return cachep;
3394 out:
3395         rcu_read_unlock();
3396         return cachep;
3397 }
3398
3399 /*
3400  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3401  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3402  * need a further commit step to do the final arrangements.
3403  *
3404  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3405  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3406  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3407  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3408  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3409  * the compiled-out case as well.
3410  *
3411  * Returning true means the allocation is possible.
3412  */
3413 bool
3414 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3415 {
3416         struct mem_cgroup *memcg;
3417         int ret;
3418
3419         *_memcg = NULL;
3420
3421         /*
3422          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3423          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3424          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3425          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3426          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3427          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3428          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3429          * altogether.
3430          *
3431          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3432          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3433          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3434          * the SLUB allocator:
3435          *
3436          *      memcg_stop_kmem_account();
3437          *      kmalloc(<large_number>)
3438          *      memcg_resume_kmem_account();
3439          *
3440          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3441          * since it will drive us directly to this function without passing
3442          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3443          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3444          * cache arrays. We bring this test here.
3445          */
3446         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3447                 return true;
3448
3449         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3450
3451         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3452                 css_put(&memcg->css);
3453                 return true;
3454         }
3455
3456         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3457         if (!ret)
3458                 *_memcg = memcg;
3459
3460         css_put(&memcg->css);
3461         return (ret == 0);
3462 }
3463
3464 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3465                               int order)
3466 {
3467         struct page_cgroup *pc;
3468
3469         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3470
3471         /* The page allocation failed. Revert */
3472         if (!page) {
3473                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3474                 return;
3475         }
3476
3477         pc = lookup_page_cgroup(page);
3478         lock_page_cgroup(pc);
3479         pc->mem_cgroup = memcg;
3480         SetPageCgroupUsed(pc);
3481         unlock_page_cgroup(pc);
3482 }
3483
3484 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3485 {
3486         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3487         struct page_cgroup *pc;
3488
3489
3490         pc = lookup_page_cgroup(page);
3491         /*
3492          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3493          * check again after locking.
3494          */
3495         if (!PageCgroupUsed(pc))
3496                 return;
3497
3498         lock_page_cgroup(pc);
3499         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3500                 memcg = pc->mem_cgroup;
3501                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3502         }
3503         unlock_page_cgroup(pc);
3504
3505         /*
3506          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3507          * is a valid allocation
3508          */
3509         if (!memcg)
3510                 return;
3511
3512         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3513         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3514 }
3515 #else
3516 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3517 {
3518 }
3519 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3520
3521 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3522
3523 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3524 /*
3525  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3526  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3527  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3528  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3529  */
3530 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3531 {
3532         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3533         struct page_cgroup *pc;
3534         struct mem_cgroup *memcg;
3535         int i;
3536
3537         if (mem_cgroup_disabled())
3538                 return;
3539
3540         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3541         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3542                 pc = head_pc + i;
3543                 pc->mem_cgroup = memcg;
3544                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3545                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3546         }
3547         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3548                        HPAGE_PMD_NR);
3549 }
3550 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3551
3552 /**
3553  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3554  * @page: the page
3555  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3556  * @pc: page_cgroup of the page.
3557  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3558  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3559  *
3560  * The caller must confirm following.
3561  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3562  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3563  *
3564  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3565  * from old cgroup.
3566  */
3567 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3568                                    unsigned int nr_pages,
3569                                    struct page_cgroup *pc,
3570                                    struct mem_cgroup *from,
3571                                    struct mem_cgroup *to)
3572 {
3573         unsigned long flags;
3574         int ret;
3575         bool anon = PageAnon(page);
3576
3577         VM_BUG_ON(from == to);
3578         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3579         /*
3580          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3581          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3582          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3583          * hold it.
3584          */
3585         ret = -EBUSY;
3586         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3587                 goto out;
3588
3589         lock_page_cgroup(pc);
3590
3591         ret = -EINVAL;
3592         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3593                 goto unlock;
3594
3595         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3596
3597         if (!anon && page_mapped(page)) {
3598                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3599                                nr_pages);
3600                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3601                                nr_pages);
3602         }
3603
3604         if (PageWriteback(page)) {
3605                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3606                                nr_pages);
3607                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3608                                nr_pages);
3609         }
3610
3611         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3612
3613         /* caller should have done css_get */
3614         pc->mem_cgroup = to;
3615         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3616         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3617         ret = 0;
3618 unlock:
3619         unlock_page_cgroup(pc);
3620         /*
3621          * check events
3622          */
3623         memcg_check_events(to, page);
3624         memcg_check_events(from, page);
3625 out:
3626         return ret;
3627 }
3628
3629 /**
3630  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3631  * @page: the page to move
3632  * @pc: page_cgroup of the page
3633  * @child: page's cgroup
3634  *
3635  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3636  * parent (aka use_hierarchy==0).
3637  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3638  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3639  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3640  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3641  * on the next attempt and the call should be retried later.
3642  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3643  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3644  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3645  * LRU or vanish.
3646  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3647  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3648  * disappear in the next attempt.
3649  */
3650 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3651                                   struct page_cgroup *pc,
3652                                   struct mem_cgroup *child)
3653 {
3654         struct mem_cgroup *parent;
3655         unsigned int nr_pages;
3656         unsigned long uninitialized_var(flags);
3657         int ret;
3658
3659         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3660
3661         ret = -EBUSY;
3662         if (!get_page_unless_zero(page))
3663                 goto out;
3664         if (isolate_lru_page(page))
3665                 goto put;
3666
3667         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3668
3669         parent = parent_mem_cgroup(child);
3670         /*
3671          * If no parent, move charges to root cgroup.
3672          */
3673         if (!parent)
3674                 parent = root_mem_cgroup;
3675
3676         if (nr_pages > 1) {
3677                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3678                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3679         }
3680
3681         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3682                                 pc, child, parent);
3683         if (!ret)
3684                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3685
3686         if (nr_pages > 1)
3687                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3688         putback_lru_page(page);
3689 put:
3690         put_page(page);
3691 out:
3692         return ret;
3693 }
3694
3695 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3696                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3697 {
3698         unsigned int nr_pages = 1;
3699         struct mem_cgroup *memcg;
3700         bool oom = true;
3701
3702         if (mem_cgroup_disabled())
3703                 return 0;
3704
3705         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3706         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3707         VM_BUG_ON(!mm);
3708
3709         if (PageTransHuge(page)) {
3710                 nr_pages <<= compound_order(page);
3711                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3712                 /*
3713                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3714                  * fault handler will fall back to regular pages.
3715                  */
3716                 oom = false;
3717         }
3718
3719         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3720         if (!memcg)
3721                 return -ENOMEM;
3722         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3723                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 /*
3728  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3729  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3730  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3731  * "commit()" or removed by "cancel()"
3732  */
3733 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3734                                           struct page *page,
3735                                           gfp_t mask,
3736                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3737 {
3738         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3739         struct page_cgroup *pc;
3740         int ret;
3741
3742         pc = lookup_page_cgroup(page);
3743         /*
3744          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3745          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3746          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3747          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3748          * in turn serializes uncharging.
3749          */
3750         if (PageCgroupUsed(pc))
3751                 goto out;
3752         if (do_swap_account)
3753                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3754         if (!memcg)
3755                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3756         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3757         css_put(&memcg->css);
3758         if (ret == -EINTR)
3759                 memcg = root_mem_cgroup;
3760         else if (ret)
3761                 return ret;
3762 out:
3763         *memcgp = memcg;
3764         return 0;
3765 }
3766
3767 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3768                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3769 {
3770         if (mem_cgroup_disabled()) {
3771                 *memcgp = NULL;
3772                 return 0;
3773         }
3774         /*
3775          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3776          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3777          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3778          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3779          */
3780         if (!PageSwapCache(page)) {
3781                 struct mem_cgroup *memcg;
3782
3783                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3784                 if (!memcg)
3785                         return -ENOMEM;
3786                 *memcgp = memcg;
3787                 return 0;
3788         }
3789         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3790 }
3791
3792 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3793 {
3794         if (mem_cgroup_disabled())
3795                 return;
3796         if (!memcg)
3797                 return;
3798         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3799 }
3800
3801 static void
3802 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3803                                         enum charge_type ctype)
3804 {
3805         if (mem_cgroup_disabled())
3806                 return;
3807         if (!memcg)
3808                 return;
3809
3810         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3811         /*
3812          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3813          * counted both as mem and swap....double count.
3814          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3815          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3816          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3817          */
3818         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3819                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3820                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3821         }
3822 }
3823
3824 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3825                                      struct mem_cgroup *memcg)
3826 {
3827         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3828                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3829 }
3830
3831 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3832                                 gfp_t gfp_mask)
3833 {
3834         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3835         struct mem_cgroup *memcg;
3836         int ret;
3837
3838         if (mem_cgroup_disabled())
3839                 return 0;
3840         if (PageCompound(page))
3841                 return 0;
3842
3843         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3844                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3845                                                      gfp_mask, &memcg);
3846                 if (ret)
3847                         return ret;
3848                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3849                 return 0;
3850         }
3851
3852         /*
3853          * Page cache insertions can happen without an actual mm
3854          * context, e.g. during disk probing on boot.
3855          */
3856         if (unlikely(!mm))
3857                 memcg = root_mem_cgroup;
3858         else {
3859                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3860                 if (!memcg)
3861                         return -ENOMEM;
3862         }
3863         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3864         return 0;
3865 }
3866
3867 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3868                                    unsigned int nr_pages,
3869                                    const enum charge_type ctype)
3870 {
3871         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3872         bool uncharge_memsw = true;
3873
3874         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3875         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3876                 uncharge_memsw = false;
3877
3878         batch = &current->memcg_batch;
3879         /*
3880          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3881          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3882          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3883          */
3884         if (!batch->memcg)
3885                 batch->memcg = memcg;
3886         /*
3887          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3888          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3889          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3890          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3891          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3892          */
3893
3894         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3895                 goto direct_uncharge;
3896
3897         if (nr_pages > 1)
3898                 goto direct_uncharge;
3899
3900         /*
3901          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3902          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3903          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3904          */
3905         if (batch->memcg != memcg)
3906                 goto direct_uncharge;
3907         /* remember freed charge and uncharge it later */
3908         batch->nr_pages++;
3909         if (uncharge_memsw)
3910                 batch->memsw_nr_pages++;
3911         return;
3912 direct_uncharge:
3913         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3914         if (uncharge_memsw)
3915                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3916         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3917                 memcg_oom_recover(memcg);
3918 }
3919
3920 /*
3921  * uncharge if !page_mapped(page)
3922  */
3923 static struct mem_cgroup *
3924 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3925                              bool end_migration)
3926 {
3927         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3928         unsigned int nr_pages = 1;
3929         struct page_cgroup *pc;
3930         bool anon;
3931
3932         if (mem_cgroup_disabled())
3933                 return NULL;
3934
3935         if (PageTransHuge(page)) {
3936                 nr_pages <<= compound_order(page);
3937                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3938         }
3939         /*
3940          * Check if our page_cgroup is valid
3941          */
3942         pc = lookup_page_cgroup(page);
3943         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3944                 return NULL;
3945
3946         lock_page_cgroup(pc);
3947
3948         memcg = pc->mem_cgroup;
3949
3950         if (!PageCgroupUsed(pc))
3951                 goto unlock_out;
3952
3953         anon = PageAnon(page);
3954
3955         switch (ctype) {
3956         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3957                 /*
3958                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3959                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3960                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3961                  */
3962                 anon = true;
3963                 /* fallthrough */
3964         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3965                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3966                 if (page_mapped(page))
3967                         goto unlock_out;
3968                 /*
3969                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3970                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3971                  * unused post-migration page and so it has to call
3972                  * here with the migration bit still set.  See the
3973                  * res_counter handling below.
3974                  */
3975                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3976                         goto unlock_out;
3977                 break;
3978         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3979                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3980                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3981                                 goto unlock_out;
3982                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3983                                 goto unlock_out;
3984                 break;
3985         default:
3986                 break;
3987         }
3988
3989         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3990
3991         ClearPageCgroupUsed(pc);
3992         /*
3993          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3994          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3995          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3996          * special functions.
3997          */
3998
3999         unlock_page_cgroup(pc);
4000         /*
4001          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4002          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4003          */
4004         memcg_check_events(memcg, page);
4005         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4006                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4007                 css_get(&memcg->css);
4008         }
4009         /*
4010          * Migration does not charge the res_counter for the
4011          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4012          * page that is unused after the migration.
4013          */
4014         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4015                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4016
4017         return memcg;
4018
4019 unlock_out:
4020         unlock_page_cgroup(pc);
4021         return NULL;
4022 }
4023
4024 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4025 {
4026         /* early check. */
4027         if (page_mapped(page))
4028                 return;
4029         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4030         /*
4031          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4032          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4033          * and handles memcg lifetime.
4034          *
4035          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4036          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4037          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4038          * 0, there won't be any page table references to the swap
4039          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4040          * page to disk.
4041          */
4042         if (PageSwapCache(page))
4043                 return;
4044         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4045 }
4046
4047 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4048 {
4049         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4050         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4051         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4052 }
4053
4054 /*
4055  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4056  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4057  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4058  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4059  * This may be called prural(2) times in a context,
4060  */
4061
4062 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4063 {
4064         current->memcg_batch.do_batch++;
4065         /* We can do nest. */
4066         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4067                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4068                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4069                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4070         }
4071 }
4072
4073 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4074 {
4075         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4076
4077         if (!batch->do_batch)
4078                 return;
4079
4080         batch->do_batch--;
4081         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4082                 return;
4083
4084         if (!batch->memcg)
4085                 return;
4086         /*
4087          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4088          * bacause we hide charges behind us.
4089          */
4090         if (batch->nr_pages)
4091                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4092                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4093         if (batch->memsw_nr_pages)
4094                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4095                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4096         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4097         /* forget this pointer (for sanity check) */
4098         batch->memcg = NULL;
4099 }
4100
4101 #ifdef CONFIG_SWAP
4102 /*
4103  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4104  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4105  */
4106 void
4107 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4108 {
4109         struct mem_cgroup *memcg;
4110         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4111
4112         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4113                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4114
4115         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4116
4117         /*
4118          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4119          * css_get() was called in uncharge().
4120          */
4121         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4122                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4123 }
4124 #endif
4125
4126 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4127 /*
4128  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4129  * uncharge "memsw" account.
4130  */
4131 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4132 {
4133         struct mem_cgroup *memcg;
4134         unsigned short id;
4135
4136         if (!do_swap_account)
4137                 return;
4138
4139         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4140         rcu_read_lock();
4141         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4142         if (memcg) {
4143                 /*
4144                  * We uncharge this because swap is freed.
4145                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4146                  */
4147                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4148                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4149                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4150                 css_put(&memcg->css);
4151         }
4152         rcu_read_unlock();
4153 }
4154
4155 /**
4156  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4157  * @entry: swap entry to be moved
4158  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4159  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4160  *
4161  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4162  * as the mem_cgroup's id of @from.
4163  *
4164  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4165  *
4166  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4167  * both res and memsw, and called css_get().
4168  */
4169 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4170                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4171 {
4172         unsigned short old_id, new_id;
4173
4174         old_id = mem_cgroup_id(from);
4175         new_id = mem_cgroup_id(to);
4176
4177         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4178                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4179                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4180                 /*
4181                  * This function is only called from task migration context now.
4182                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4183                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4184                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4185                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4186                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4187                  *
4188                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4189                  * alive, so we can just call css_get().
4190                  */
4191                 css_get(&to->css);
4192                 return 0;
4193         }
4194         return -EINVAL;
4195 }
4196 #else
4197 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4198                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4199 {
4200         return -EINVAL;
4201 }
4202 #endif
4203
4204 /*
4205  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4206  * page belongs to.
4207  */
4208 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4209                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4210 {
4211         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4212         unsigned int nr_pages = 1;
4213         struct page_cgroup *pc;
4214         enum charge_type ctype;
4215
4216         *memcgp = NULL;
4217
4218         if (mem_cgroup_disabled())
4219                 return;
4220
4221         if (PageTransHuge(page))
4222                 nr_pages <<= compound_order(page);
4223
4224         pc = lookup_page_cgroup(page);
4225         lock_page_cgroup(pc);
4226         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4227                 memcg = pc->mem_cgroup;
4228                 css_get(&memcg->css);
4229                 /*
4230                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4231                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4232                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4233                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4234                  * until end_migration() is called
4235                  *
4236                  * Corner Case Thinking
4237                  * A)
4238                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4239                  * while migration was ongoing.
4240                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4241                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4242                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4243                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4244                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4245                  *
4246                  * B)
4247                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4248                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4249                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4250                  * without charging it again.
4251                  *
4252                  * C)
4253                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4254                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4255                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4256                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4257                  */
4258                 if (PageAnon(page))
4259                         SetPageCgroupMigration(pc);
4260         }
4261         unlock_page_cgroup(pc);
4262         /*
4263          * If the page is not charged at this point,
4264          * we return here.
4265          */
4266         if (!memcg)
4267                 return;
4268
4269         *memcgp = memcg;
4270         /*
4271          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4272          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4273          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4274          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4275          */
4276         if (PageAnon(page))
4277                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4278         else
4279                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4280         /*
4281          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4282          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4283          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4284          */
4285         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4286 }
4287
4288 /* remove redundant charge if migration failed*/
4289 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4290         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4291 {
4292         struct page *used, *unused;
4293         struct page_cgroup *pc;
4294         bool anon;
4295
4296         if (!memcg)
4297                 return;
4298
4299         if (!migration_ok) {
4300                 used = oldpage;
4301                 unused = newpage;
4302         } else {
4303                 used = newpage;
4304                 unused = oldpage;
4305         }
4306         anon = PageAnon(used);
4307         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4308                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4309                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4310                                      true);
4311         css_put(&memcg->css);
4312         /*
4313          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4314          * of the page goes down to zero, temporarly.
4315          * Clear the flag and check the page should be charged.
4316          */
4317         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4318         lock_page_cgroup(pc);
4319         ClearPageCgroupMigration(pc);
4320         unlock_page_cgroup(pc);
4321
4322         /*
4323          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4324          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4325          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4326          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4327          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4328          * check. (see prepare_charge() also)
4329          */
4330         if (anon)
4331                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4332 }
4333
4334 /*
4335  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4336  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4337  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4338  */
4339 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4340                                   struct page *newpage)
4341 {
4342         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4343         struct page_cgroup *pc;
4344         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4345
4346         if (mem_cgroup_disabled())
4347                 return;
4348
4349         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4350         /* fix accounting on old pages */
4351         lock_page_cgroup(pc);
4352         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4353                 memcg = pc->mem_cgroup;
4354                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4355                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4356         }
4357         unlock_page_cgroup(pc);
4358
4359         /*
4360          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4361          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4362          */
4363         if (!memcg)
4364                 return;
4365         /*
4366          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4367          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4368          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4369          */
4370         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4371 }
4372
4373 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4374 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4375 {
4376         struct page_cgroup *pc;
4377
4378         pc = lookup_page_cgroup(page);
4379         /*
4380          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4381          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4382          * or when mem_cgroup_disabled().
4383          */
4384         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4385                 return pc;
4386         return NULL;
4387 }
4388
4389 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4390 {
4391         if (mem_cgroup_disabled())
4392                 return false;
4393
4394         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4395 }
4396
4397 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4398 {
4399         struct page_cgroup *pc;
4400
4401         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4402         if (pc) {
4403                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4404                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4405         }
4406 }
4407 #endif
4408
4409 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4410                                 unsigned long long val)
4411 {
4412         int retry_count;
4413         u64 memswlimit, memlimit;
4414         int ret = 0;
4415         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4416         u64 curusage, oldusage;
4417         int enlarge;
4418
4419         /*
4420          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4421          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4422          * of # of children which we should visit in this loop.
4423          */
4424         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4425
4426         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4427
4428         enlarge = 0;
4429         while (retry_count) {
4430                 if (signal_pending(current)) {
4431                         ret = -EINTR;
4432                         break;
4433                 }
4434                 /*
4435                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4436                  * open coded manner. You see what this really does.
4437                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4438                  */
4439                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4440                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4441                 if (memswlimit < val) {
4442                         ret = -EINVAL;
4443                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4444                         break;
4445                 }
4446
4447                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4448                 if (memlimit < val)
4449                         enlarge = 1;
4450
4451                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4452                 if (!ret) {
4453                         if (memswlimit == val)
4454                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4455                         else
4456                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4457                 }
4458                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4459
4460                 if (!ret)
4461                         break;
4462
4463                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4464                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4465                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4466                 /* Usage is reduced ? */
4467                 if (curusage >= oldusage)
4468                         retry_count--;
4469                 else
4470                         oldusage = curusage;
4471         }
4472         if (!ret && enlarge)
4473                 memcg_oom_recover(memcg);
4474
4475         return ret;
4476 }
4477
4478 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4479                                         unsigned long long val)
4480 {
4481         int retry_count;
4482         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4483         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4484         int ret = -EBUSY;
4485         int enlarge = 0;
4486
4487         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4488         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4489         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4490         while (retry_count) {
4491                 if (signal_pending(current)) {
4492                         ret = -EINTR;
4493                         break;
4494                 }
4495                 /*
4496                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4497                  * open coded manner. You see what this really does.
4498                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4499                  */
4500                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4501                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4502                 if (memlimit > val) {
4503                         ret = -EINVAL;
4504                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4505                         break;
4506                 }
4507                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4508                 if (memswlimit < val)
4509                         enlarge = 1;
4510                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4511                 if (!ret) {
4512                         if (memlimit == val)
4513                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4514                         else
4515                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4516                 }
4517                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4518
4519                 if (!ret)
4520                         break;
4521
4522                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4523                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4524                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4525                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4526                 /* Usage is reduced ? */
4527                 if (curusage >= oldusage)
4528                         retry_count--;
4529                 else
4530                         oldusage = curusage;
4531         }
4532         if (!ret && enlarge)
4533                 memcg_oom_recover(memcg);
4534         return ret;
4535 }
4536
4537 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4538                                             gfp_t gfp_mask,
4539                                             unsigned long *total_scanned)
4540 {
4541         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4542         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4543         unsigned long reclaimed;
4544         int loop = 0;
4545         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4546         unsigned long long excess;
4547         unsigned long nr_scanned;
4548
4549         if (order > 0)
4550                 return 0;
4551
4552         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4553         /*
4554          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4555          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4556          * pressure
4557          */
4558         do {
4559                 if (next_mz)
4560                         mz = next_mz;
4561                 else
4562                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4563                 if (!mz)
4564                         break;
4565
4566                 nr_scanned = 0;
4567                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4568                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4569                 nr_reclaimed += reclaimed;
4570                 *total_scanned += nr_scanned;
4571                 spin_lock(&mctz->lock);
4572
4573                 /*
4574                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4575                  * it is time to move on to the next cgroup
4576                  */
4577                 next_mz = NULL;
4578                 if (!reclaimed) {
4579                         do {
4580                                 /*
4581                                  * Loop until we find yet another one.
4582                                  *
4583                                  * By the time we get the soft_limit lock
4584                                  * again, someone might have aded the
4585                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4586                                  * make sure we get a different mem.
4587                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4588                                  * NULL if no other cgroup is present on
4589                                  * the tree
4590                                  */
4591                                 next_mz =
4592                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4593                                 if (next_mz == mz)
4594                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4595                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4596                                         break;
4597                         } while (1);
4598                 }
4599                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4600                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4601                 /*
4602                  * One school of thought says that we should not add
4603                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4604                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4605                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4606                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4607                  * term TODO.
4608                  */
4609                 /* If excess == 0, no tree ops */
4610                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4611                 spin_unlock(&mctz->lock);
4612                 css_put(&mz->memcg->css);
4613                 loop++;
4614                 /*
4615                  * Could not reclaim anything and there are no more
4616                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4617                  * reclaiming anything.
4618                  */
4619                 if (!nr_reclaimed &&
4620                         (next_mz == NULL ||
4621                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4622                         break;
4623         } while (!nr_reclaimed);
4624         if (next_mz)
4625                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4626         return nr_reclaimed;
4627 }
4628
4629 /**
4630  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4631  * @memcg: group to clear
4632  * @node: NUMA node
4633  * @zid: zone id
4634  * @lru: lru to to clear
4635  *
4636  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4637  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4638  * group.
4639  */
4640 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4641                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4642 {
4643         struct lruvec *lruvec;
4644         unsigned long flags;
4645         struct list_head *list;
4646         struct page *busy;
4647         struct zone *zone;
4648
4649         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4650         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4651         list = &lruvec->lists[lru];
4652
4653         busy = NULL;
4654         do {
4655                 struct page_cgroup *pc;
4656                 struct page *page;
4657
4658                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4659                 if (list_empty(list)) {
4660                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4661                         break;
4662                 }
4663                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4664                 if (busy == page) {
4665                         list_move(&page->lru, list);
4666                         busy = NULL;
4667                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4668                         continue;
4669                 }
4670                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4671
4672                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4673
4674                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4675                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4676                         busy = page;
4677                         cond_resched();
4678                 } else
4679                         busy = NULL;
4680         } while (!list_empty(list));
4681 }
4682
4683 /*
4684  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4685  * all the charges and pages to the parent.
4686  * This enables deleting this mem_cgroup.
4687  *
4688  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4689  */
4690 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4691 {
4692         int node, zid;
4693         u64 usage;
4694
4695         do {
4696                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4697                 lru_add_drain_all();
4698                 drain_all_stock_sync(memcg);
4699                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4700                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4701                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4702                                 enum lru_list lru;
4703                                 for_each_lru(lru) {
4704                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4705                                                         node, zid, lru);
4706                                 }
4707                         }
4708                 }
4709                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4710                 memcg_oom_recover(memcg);
4711                 cond_resched();
4712
4713                 /*
4714                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4715                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4716                  * expect their value to drop to 0 here.
4717                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4718                  *
4719                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4720                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4721                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4722                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4723                  * charge before adding to the LRU.
4724                  */
4725                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4726                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4727         } while (usage > 0);
4728 }
4729
4730 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4731 {
4732         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4733         /*
4734          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4735          * of children, but it prevents a new child from being
4736          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4737          * enough to decide whether hierarchically inherited
4738          * attributes can still be changed or not.
4739          */
4740         return memcg->use_hierarchy &&
4741                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4742 }
4743
4744 /*
4745  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4746  * the rest to the parent.
4747  *
4748  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4749  */
4750 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4751 {
4752         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4753         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4754
4755         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4756         if (cgroup_has_tasks(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4757                 return -EBUSY;
4758
4759         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4760         lru_add_drain_all();
4761         /* try to free all pages in this cgroup */
4762         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4763                 int progress;
4764
4765                 if (signal_pending(current))
4766                         return -EINTR;
4767
4768                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4769                                                 false);
4770                 if (!progress) {
4771                         nr_retries--;
4772                         /* maybe some writeback is necessary */
4773                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4774                 }
4775
4776         }
4777         lru_add_drain();
4778         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4779
4780         return 0;
4781 }
4782
4783 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4784                                         unsigned int event)
4785 {
4786         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4787
4788         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4789                 return -EINVAL;
4790         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4791 }
4792
4793 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4794                                      struct cftype *cft)
4795 {
4796         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4797 }
4798
4799 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4800                                       struct cftype *cft, u64 val)
4801 {
4802         int retval = 0;
4803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4804         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4805
4806         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4807
4808         if (memcg->use_hierarchy == val)
4809                 goto out;
4810
4811         /*
4812          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4813          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4814          * occur, provided the current cgroup has no children.
4815          *
4816          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4817          * set if there are no children.
4818          */
4819         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4820                                 (val == 1 || val == 0)) {
4821                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
4822                         memcg->use_hierarchy = val;
4823                 else
4824                         retval = -EBUSY;
4825         } else
4826                 retval = -EINVAL;
4827
4828 out:
4829         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4830
4831         return retval;
4832 }
4833
4834
4835 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4836                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4837 {
4838         struct mem_cgroup *iter;
4839         long val = 0;
4840
4841         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4842         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4843                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4844
4845         if (val < 0) /* race ? */
4846                 val = 0;
4847         return val;
4848 }
4849
4850 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4851 {
4852         u64 val;
4853
4854         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4855                 if (!swap)
4856                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4857                 else
4858                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4859         }
4860
4861         /*
4862          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4863          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4864          */
4865         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4866         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4867
4868         if (swap)
4869                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4870
4871         return val << PAGE_SHIFT;
4872 }
4873
4874 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4875                                    struct cftype *cft)
4876 {
4877         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4878         u64 val;
4879         int name;
4880         enum res_type type;
4881
4882         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4883         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4884
4885         switch (type) {
4886         case _MEM:
4887                 if (name == RES_USAGE)
4888                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4889                 else
4890                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4891                 break;
4892         case _MEMSWAP:
4893                 if (name == RES_USAGE)
4894                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4895                 else
4896                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4897                 break;
4898         case _KMEM:
4899                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4900                 break;
4901         default:
4902                 BUG();
4903         }
4904
4905         return val;
4906 }
4907
4908 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4909 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4910 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4911                                  unsigned long long limit)
4912 {
4913         int err = 0;
4914         int memcg_id;
4915
4916         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4917                 return 0;
4918
4919         /*
4920          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4921          * cgroups so let's stop accounting here.
4922          */
4923         memcg_stop_kmem_account();
4924
4925         /*
4926          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4927          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4928          * already joined.
4929          *
4930          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4931          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4932          * place, which makes the value quite meaningless.
4933          *
4934          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4935          * of course permitted.
4936          */
4937         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4938         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
4939                 err = -EBUSY;
4940         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4941         if (err)
4942                 goto out;
4943
4944         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4945                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4946         if (memcg_id < 0) {
4947                 err = memcg_id;
4948                 goto out;
4949         }
4950
4951         /*
4952          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4953          * memcg_params.
4954          */
4955         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4956         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4957         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4958         if (err)
4959                 goto out_rmid;
4960
4961         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4962         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4963
4964         /*
4965          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4966          * active bit set yet, so this should succeed.
4967          */
4968         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4969         VM_BUG_ON(err);
4970
4971         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4972         /*
4973          * Setting the active bit after enabling static branching will
4974          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4975          * patched.
4976          */
4977         memcg_kmem_set_active(memcg);
4978 out:
4979         memcg_resume_kmem_account();
4980         return err;
4981
4982 out_rmid:
4983         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4984         goto out;
4985 }
4986
4987 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4988                                unsigned long long limit)
4989 {
4990         int ret;
4991
4992         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4993         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4994         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4995         return ret;
4996 }
4997
4998 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4999                                    unsigned long long val)
5000 {
5001         int ret;
5002
5003         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5004                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5005         else
5006                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5007         return ret;
5008 }
5009
5010 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5011 {
5012         int ret = 0;
5013         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5014
5015         if (!parent)
5016                 return 0;
5017
5018         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5019         /*
5020          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5021          * after this point, because it has at least one child already.
5022          */
5023         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5024                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5025         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5026         return ret;
5027 }
5028 #else
5029 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5030                                    unsigned long long val)
5031 {
5032         return -EINVAL;
5033 }
5034 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5035
5036 /*
5037  * The user of this function is...
5038  * RES_LIMIT.
5039  */
5040 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5041                             char *buffer)
5042 {
5043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5044         enum res_type type;
5045         int name;
5046         unsigned long long val;
5047         int ret;
5048
5049         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5050         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5051
5052         switch (name) {
5053         case RES_LIMIT:
5054                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5055                         ret = -EINVAL;
5056                         break;
5057                 }
5058                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5059                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5060                 if (ret)
5061                         break;
5062                 if (type == _MEM)
5063                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5064                 else if (type == _MEMSWAP)
5065                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5066                 else if (type == _KMEM)
5067                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5068                 else
5069                         return -EINVAL;
5070                 break;
5071         case RES_SOFT_LIMIT:
5072                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5073                 if (ret)
5074                         break;
5075                 /*
5076                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5077                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5078                  * control without swap
5079                  */
5080                 if (type == _MEM)
5081                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5082                 else
5083                         ret = -EINVAL;
5084                 break;
5085         default:
5086                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5087                 break;
5088         }
5089         return ret;
5090 }
5091
5092 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5093                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5094 {
5095         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5096
5097         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5098         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5099         if (!memcg->use_hierarchy)
5100                 goto out;
5101
5102         while (css_parent(&memcg->css)) {
5103                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5104                 if (!memcg->use_hierarchy)
5105                         break;
5106                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5107                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5108                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5109                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5110         }
5111 out:
5112         *mem_limit = min_limit;
5113         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5114 }
5115
5116 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5117 {
5118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5119         int name;
5120         enum res_type type;
5121
5122         type = MEMFILE_TYPE(event);
5123         name = MEMFILE_ATTR(event);
5124
5125         switch (name) {
5126         case RES_MAX_USAGE:
5127                 if (type == _MEM)
5128                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5129                 else if (type == _MEMSWAP)
5130                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5131                 else if (type == _KMEM)
5132                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5133                 else
5134                         return -EINVAL;
5135                 break;
5136         case RES_FAILCNT:
5137                 if (type == _MEM)
5138                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5139                 else if (type == _MEMSWAP)
5140                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5141                 else if (type == _KMEM)
5142                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5143                 else
5144                         return -EINVAL;
5145                 break;
5146         }
5147
5148         return 0;
5149 }
5150
5151 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5152                                         struct cftype *cft)
5153 {
5154         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5155 }
5156
5157 #ifdef CONFIG_MMU
5158 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5159                                         struct cftype *cft, u64 val)
5160 {
5161         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5162
5163         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5164                 return -EINVAL;
5165
5166         /*
5167          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5168          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5169          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5170          * affect task migrations starting after the change.
5171          */
5172         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5173         return 0;
5174 }
5175 #else
5176 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5177                                         struct cftype *cft, u64 val)
5178 {
5179         return -ENOSYS;
5180 }
5181 #endif
5182
5183 #ifdef CONFIG_NUMA
5184 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5185 {
5186         struct numa_stat {
5187                 const char *name;
5188                 unsigned int lru_mask;
5189         };
5190
5191         static const struct numa_stat stats[] = {
5192                 { "total", LRU_ALL },
5193                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5194                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5195                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5196         };
5197         const struct numa_stat *stat;
5198         int nid;
5199         unsigned long nr;
5200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5201
5202         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5203                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5204                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5205                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5206                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5207                                                           stat->lru_mask);
5208                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5209                 }
5210                 seq_putc(m, '\n');
5211         }
5212
5213         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5214                 struct mem_cgroup *iter;
5215
5216                 nr = 0;
5217                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5218                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5219                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5220                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5221                         nr = 0;
5222                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5223                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5224                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5225                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5226                 }
5227                 seq_putc(m, '\n');
5228         }
5229
5230         return 0;
5231 }
5232 #endif /* CONFIG_NUMA */
5233
5234 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5235 {
5236         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5237 }
5238
5239 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5240 {
5241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5242         struct mem_cgroup *mi;
5243         unsigned int i;
5244
5245         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5246                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5247                         continue;
5248                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5249                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5250         }
5251
5252         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5253                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5254                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5255
5256         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5257                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5258                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5259
5260         /* Hierarchical information */
5261         {
5262                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5263                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5264                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5265                 if (do_swap_account)
5266                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5267                                    memsw_limit);
5268         }
5269
5270         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5271                 long long val = 0;
5272
5273                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5274                         continue;
5275                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5276                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5277                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5278         }
5279
5280         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5281                 unsigned long long val = 0;
5282
5283                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5284                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5285                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5286                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5287         }
5288
5289         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5290                 unsigned long long val = 0;
5291
5292                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5293                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5294                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5295         }
5296
5297 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5298         {
5299                 int nid, zid;
5300                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5301                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5302                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5303                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5304
5305                 for_each_online_node(nid)
5306                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5307                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5308                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5309
5310                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5311                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5312                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5313                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5314                         }
5315                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5316                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5317                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5318                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5319         }
5320 #endif
5321
5322         return 0;
5323 }
5324
5325 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5326                                       struct cftype *cft)
5327 {
5328         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5329
5330         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5331 }
5332
5333 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5334                                        struct cftype *cft, u64 val)
5335 {
5336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5337
5338         if (val > 100)
5339                 return -EINVAL;
5340
5341         if (css_parent(css))
5342                 memcg->swappiness = val;
5343         else
5344                 vm_swappiness = val;
5345
5346         return 0;
5347 }
5348
5349 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5350 {
5351         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5352         u64 usage;
5353         int i;
5354
5355         rcu_read_lock();
5356         if (!swap)
5357                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5358         else
5359                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5360
5361         if (!t)
5362                 goto unlock;
5363
5364         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5365
5366         /*
5367          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5368          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5369          * call of __mem_cgroup_threshold().
5370          */
5371         i = t->current_threshold;
5372
5373         /*
5374          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5375          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5376          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5377          * only one element of the array here.
5378          */
5379         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5380                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5381
5382         /* i = current_threshold + 1 */
5383         i++;
5384
5385         /*
5386          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5387          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5388          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5389          * only one element of the array here.
5390          */
5391         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5392                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5393
5394         /* Update current_threshold */
5395         t->current_threshold = i - 1;
5396 unlock:
5397         rcu_read_unlock();
5398 }
5399
5400 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5401 {
5402         while (memcg) {
5403                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5404                 if (do_swap_account)
5405                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5406
5407                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5408         }
5409 }
5410
5411 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5412 {
5413         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5414         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5415
5416         if (_a->threshold > _b->threshold)
5417                 return 1;
5418
5419         if (_a->threshold < _b->threshold)
5420                 return -1;
5421
5422         return 0;
5423 }
5424
5425 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5426 {
5427         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5428
5429         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5430                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5431         return 0;
5432 }
5433
5434 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5435 {
5436         struct mem_cgroup *iter;
5437
5438         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5439                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5440 }
5441
5442 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5443         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5444 {
5445         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5446         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5447         u64 threshold, usage;
5448         int i, size, ret;
5449
5450         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5451         if (ret)
5452                 return ret;
5453
5454         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5455
5456         if (type == _MEM)
5457                 thresholds = &memcg->thresholds;
5458         else if (type == _MEMSWAP)
5459                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5460         else
5461                 BUG();
5462
5463         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5464
5465         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5466         if (thresholds->primary)
5467                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5468
5469         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5470
5471         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5472         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5473                         GFP_KERNEL);
5474         if (!new) {
5475                 ret = -ENOMEM;
5476                 goto unlock;
5477         }
5478         new->size = size;
5479
5480         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5481         if (thresholds->primary) {
5482                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5483                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5484         }
5485
5486         /* Add new threshold */
5487         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5488         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5489
5490         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5491         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5492                         compare_thresholds, NULL);
5493
5494         /* Find current threshold */
5495         new->current_threshold = -1;
5496         for (i = 0; i < size; i++) {
5497                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5498                         /*
5499                          * new->current_threshold will not be used until
5500                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5501                          * it here.
5502                          */
5503                         ++new->current_threshold;
5504                 } else
5505                         break;
5506         }
5507
5508         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5509         kfree(thresholds->spare);
5510         thresholds->spare = thresholds->primary;
5511
5512         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5513
5514         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5515         synchronize_rcu();
5516
5517 unlock:
5518         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5519
5520         return ret;
5521 }
5522
5523 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5524         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5525 {
5526         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5527 }
5528
5529 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5530         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5531 {
5532         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5533 }
5534
5535 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5536         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5537 {
5538         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5539         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5540         u64 usage;
5541         int i, j, size;
5542
5543         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5544         if (type == _MEM)
5545                 thresholds = &memcg->thresholds;
5546         else if (type == _MEMSWAP)
5547                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5548         else
5549                 BUG();
5550
5551         if (!thresholds->primary)
5552                 goto unlock;
5553
5554         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5555
5556         /* Check if a threshold crossed before removing */
5557         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5558
5559         /* Calculate new number of threshold */
5560         size = 0;
5561         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5562                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5563                         size++;
5564         }
5565
5566         new = thresholds->spare;
5567
5568         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5569         if (!size) {
5570                 kfree(new);
5571                 new = NULL;
5572                 goto swap_buffers;
5573         }
5574
5575         new->size = size;
5576
5577         /* Copy thresholds and find current threshold */
5578         new->current_threshold = -1;
5579         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5580                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5581                         continue;
5582
5583                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5584                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5585                         /*
5586                          * new->current_threshold will not be used
5587                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5588                          * it here.
5589                          */
5590                         ++new->current_threshold;
5591                 }
5592                 j++;
5593         }
5594
5595 swap_buffers:
5596         /* Swap primary and spare array */
5597         thresholds->spare = thresholds->primary;
5598         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5599         if (!new) {
5600                 kfree(thresholds->spare);
5601                 thresholds->spare = NULL;
5602         }
5603
5604         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5605
5606         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5607         synchronize_rcu();
5608 unlock:
5609         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5610 }
5611
5612 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5613         struct eventfd_ctx *eventfd)
5614 {
5615         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5616 }
5617
5618 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5619         struct eventfd_ctx *eventfd)
5620 {
5621         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5622 }
5623
5624 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5625         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5626 {
5627         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5628
5629         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5630         if (!event)
5631                 return -ENOMEM;
5632
5633         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5634
5635         event->eventfd = eventfd;
5636         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5637
5638         /* already in OOM ? */
5639         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5640                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5641         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5642
5643         return 0;
5644 }
5645
5646 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5647         struct eventfd_ctx *eventfd)
5648 {
5649         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5650
5651         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5652
5653         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5654                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5655                         list_del(&ev->list);
5656                         kfree(ev);
5657                 }
5658         }
5659
5660         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5661 }
5662
5663 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5664 {
5665         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5666
5667         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5668         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5669         return 0;
5670 }
5671
5672 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5673         struct cftype *cft, u64 val)
5674 {
5675         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5676
5677         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5678         if (!css_parent(css) || !((val == 0) || (val == 1)))
5679                 return -EINVAL;
5680
5681         memcg->oom_kill_disable = val;
5682         if (!val)
5683                 memcg_oom_recover(memcg);
5684
5685         return 0;
5686 }
5687
5688 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5689 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5690 {
5691         int ret;
5692
5693         memcg->kmemcg_id = -1;
5694         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5695         if (ret)
5696                 return ret;
5697
5698         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5699 }
5700
5701 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5702 {
5703         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5704 }
5705
5706 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5707 {
5708         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5709                 return;
5710
5711         /*
5712          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5713          * pages, for instance, a page contain objects from various
5714          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5715          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5716          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5717          *
5718          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5719          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5720          * reference is taken here before the group is marked dead
5721          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5722          *
5723          * Although this might sound strange as this path is called from
5724          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5725          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5726          * we do not have other options because of the kmem allocations
5727          * lifetime.
5728          */
5729         css_get(&memcg->css);
5730
5731         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5732
5733         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5734                 return;
5735
5736         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5737                 css_put(&memcg->css);
5738 }
5739 #else
5740 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5741 {
5742         return 0;
5743 }
5744
5745 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5746 {
5747 }
5748
5749 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5750 {
5751 }
5752 #endif
5753
5754 /*
5755  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5756  *
5757  * "cgroup.event_control" implementation.
5758  *
5759  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5760  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5761  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5762  *
5763  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5764  * possible.
5765  */
5766
5767 /*
5768  * Unregister event and free resources.
5769  *
5770  * Gets called from workqueue.
5771  */
5772 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5773 {
5774         struct mem_cgroup_event *event =
5775                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5776         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5777
5778         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5779
5780         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5781
5782         /* Notify userspace the event is going away. */
5783         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5784
5785         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5786         kfree(event);
5787         css_put(&memcg->css);
5788 }
5789
5790 /*
5791  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5792  *
5793  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5794  */
5795 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5796                             int sync, void *key)
5797 {
5798         struct mem_cgroup_event *event =
5799                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5800         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5801         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5802
5803         if (flags & POLLHUP) {
5804                 /*
5805                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5806                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5807                  * for us.
5808                  *
5809                  * We can't race against event freeing since the other
5810                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5811                  * which we hold.
5812                  */
5813                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5814                 if (!list_empty(&event->list)) {
5815                         list_del_init(&event->list);
5816                         /*
5817                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5818                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5819                          */
5820                         schedule_work(&event->remove);
5821                 }
5822                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5823         }
5824
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5829                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5830 {
5831         struct mem_cgroup_event *event =
5832                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5833
5834         event->wqh = wqh;
5835         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5836 }
5837
5838 /*
5839  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5840  *
5841  * Parse input and register new cgroup event handler.
5842  *
5843  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5844  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5845  */
5846 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
5847                                      struct cftype *cft, char *buffer)
5848 {
5849         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5850         struct mem_cgroup_event *event;
5851         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5852         unsigned int efd, cfd;
5853         struct fd efile;
5854         struct fd cfile;
5855         const char *name;
5856         char *endp;
5857         int ret;
5858
5859         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5860         if (*endp != ' ')
5861                 return -EINVAL;
5862         buffer = endp + 1;
5863
5864         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5865         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5866                 return -EINVAL;
5867         buffer = endp + 1;
5868
5869         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5870         if (!event)
5871                 return -ENOMEM;
5872
5873         event->memcg = memcg;
5874         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5875         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5876         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5877         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5878
5879         efile = fdget(efd);
5880         if (!efile.file) {
5881                 ret = -EBADF;
5882                 goto out_kfree;
5883         }
5884
5885         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5886         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5887                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5888                 goto out_put_efile;
5889         }
5890
5891         cfile = fdget(cfd);
5892         if (!cfile.file) {
5893                 ret = -EBADF;
5894                 goto out_put_eventfd;
5895         }
5896
5897         /* the process need read permission on control file */
5898         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5899         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5900         if (ret < 0)
5901                 goto out_put_cfile;
5902
5903         /*
5904          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5905          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5906          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5907          * is for compatibility anyway.
5908          *
5909          * DO NOT ADD NEW FILES.
5910          */
5911         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5912
5913         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5914                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5915                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5916         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5917                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5918                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5919         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5920                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5921                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5922         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5923                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5924                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5925         } else {
5926                 ret = -EINVAL;
5927                 goto out_put_cfile;
5928         }
5929
5930         /*
5931          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5932          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5933          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5934          */
5935         cfile_css = css_tryget_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5936                                         &memory_cgrp_subsys);
5937         ret = -EINVAL;
5938         if (IS_ERR(cfile_css))
5939                 goto out_put_cfile;
5940         if (cfile_css != css) {
5941                 css_put(cfile_css);
5942                 goto out_put_cfile;
5943         }
5944
5945         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
5946         if (ret)
5947                 goto out_put_css;
5948
5949         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5950
5951         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5952         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5953         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5954
5955         fdput(cfile);
5956         fdput(efile);
5957
5958         return 0;
5959
5960 out_put_css:
5961         css_put(css);
5962 out_put_cfile:
5963         fdput(cfile);
5964 out_put_eventfd:
5965         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5966 out_put_efile:
5967         fdput(efile);
5968 out_kfree:
5969         kfree(event);
5970
5971         return ret;
5972 }
5973
5974 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5975         {
5976                 .name = "usage_in_bytes",
5977                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5978                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5979         },
5980         {
5981                 .name = "max_usage_in_bytes",
5982                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5983                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5984                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5985         },
5986         {
5987                 .name = "limit_in_bytes",
5988                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5989                 .write_string = mem_cgroup_write,
5990                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5991         },
5992         {
5993                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5994                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5995                 .write_string = mem_cgroup_write,
5996                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5997         },
5998         {
5999                 .name = "failcnt",
6000                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6001                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6002                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "stat",
6006                 .seq_show = memcg_stat_show,
6007         },
6008         {
6009                 .name = "force_empty",
6010                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6011         },
6012         {
6013                 .name = "use_hierarchy",
6014                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6015                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6016                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6020                 .write_string = memcg_write_event_control,
6021                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6022                 .mode = S_IWUGO,
6023         },
6024         {
6025                 .name = "swappiness",
6026                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6027                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6028         },
6029         {
6030                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6031                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6032                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6033         },
6034         {
6035                 .name = "oom_control",
6036                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6037                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6039         },
6040         {
6041                 .name = "pressure_level",
6042         },
6043 #ifdef CONFIG_NUMA
6044         {
6045                 .name = "numa_stat",
6046                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6047         },
6048 #endif
6049 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6050         {
6051                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6053                 .write_string = mem_cgroup_write,
6054                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6055         },
6056         {
6057                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "kmem.failcnt",
6063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6064                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6065                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6066         },
6067         {
6068                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6070                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6071                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6072         },
6073 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6074         {
6075                 .name = "kmem.slabinfo",
6076                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6077         },
6078 #endif
6079 #endif
6080         { },    /* terminate */
6081 };
6082
6083 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6084 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6085         {
6086                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6087                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6088                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6089         },
6090         {
6091                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6092                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6093                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6094                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6095         },
6096         {
6097                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6098                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6099                 .write_string = mem_cgroup_write,
6100                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6101         },
6102         {
6103                 .name = "memsw.failcnt",
6104                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6105                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6106                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6107         },
6108         { },    /* terminate */
6109 };
6110 #endif
6111 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6112 {
6113         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6114         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6115         int zone, tmp = node;
6116         /*
6117          * This routine is called against possible nodes.
6118          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6119          *
6120          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6121          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6122          *       function.
6123          */
6124         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6125                 tmp = -1;
6126         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6127         if (!pn)
6128                 return 1;
6129
6130         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6131                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6132                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6133                 mz->usage_in_excess = 0;
6134                 mz->on_tree = false;
6135                 mz->memcg = memcg;
6136         }
6137         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6138         return 0;
6139 }
6140
6141 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6142 {
6143         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6144 }
6145
6146 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6147 {
6148         struct mem_cgroup *memcg;
6149         size_t size;
6150
6151         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6152         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6153
6154         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6155         if (!memcg)
6156                 return NULL;
6157
6158         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6159         if (!memcg->stat)
6160                 goto out_free;
6161         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6162         return memcg;
6163
6164 out_free:
6165         kfree(memcg);
6166         return NULL;
6167 }
6168
6169 /*
6170  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6171  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6172  *
6173  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6174  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6175  * it goes down to 0.
6176  *
6177  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6178  */
6179
6180 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6181 {
6182         int node;
6183
6184         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6185
6186         for_each_node(node)
6187                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6188
6189         free_percpu(memcg->stat);
6190
6191         /*
6192          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6193          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6194          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6195          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6196          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6197          *
6198          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6199          * to move this code around, and make sure it is outside
6200          * the cgroup_lock.
6201          */
6202         disarm_static_keys(memcg);
6203         kfree(memcg);
6204 }
6205
6206 /*
6207  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6208  */
6209 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6210 {
6211         if (!memcg->res.parent)
6212                 return NULL;
6213         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6214 }
6215 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6216
6217 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6218 {
6219         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6220         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6221         int tmp, node, zone;
6222
6223         for_each_node(node) {
6224                 tmp = node;
6225                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6226                         tmp = -1;
6227                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6228                 BUG_ON(!rtpn);
6229
6230                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6231
6232                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6233                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6234                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6235                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6236                 }
6237         }
6238 }
6239
6240 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6241 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6242 {
6243         struct mem_cgroup *memcg;
6244         long error = -ENOMEM;
6245         int node;
6246
6247         memcg = mem_cgroup_alloc();
6248         if (!memcg)
6249                 return ERR_PTR(error);
6250
6251         for_each_node(node)
6252                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6253                         goto free_out;
6254
6255         /* root ? */
6256         if (parent_css == NULL) {
6257                 root_mem_cgroup = memcg;
6258                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6259                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6260                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6261         }
6262
6263         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6264         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6265         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6266         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6267         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6268         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6269         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6270         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6271
6272         return &memcg->css;
6273
6274 free_out:
6275         __mem_cgroup_free(memcg);
6276         return ERR_PTR(error);
6277 }
6278
6279 static int
6280 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6281 {
6282         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6283         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6284
6285         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6286                 return -ENOSPC;
6287
6288         if (!parent)
6289                 return 0;
6290
6291         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6292
6293         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6294         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6295         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6296
6297         if (parent->use_hierarchy) {
6298                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6299                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6300                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6301
6302                 /*
6303                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6304                  * core guarantees its existence.
6305                  */
6306         } else {
6307                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6308                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6309                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6310                 /*
6311                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6312                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6313                  * unfortunate state in our controller.
6314                  */
6315                 if (parent != root_mem_cgroup)
6316                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6317         }
6318         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6319
6320         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6321 }
6322
6323 /*
6324  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6325  */
6326 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6327 {
6328         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6329
6330         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6331                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6332
6333         /*
6334          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6335          * explicitely.
6336          */
6337         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6338                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6339 }
6340
6341 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6342 {
6343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6344         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6345         struct cgroup_subsys_state *iter;
6346
6347         /*
6348          * Unregister events and notify userspace.
6349          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6350          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6351          */
6352         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6353         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6354                 list_del_init(&event->list);
6355                 schedule_work(&event->remove);
6356         }
6357         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6358
6359         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6360
6361         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6362
6363         /*
6364          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6365          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6366          */
6367         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6368                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6369
6370         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6371         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6372 }
6373
6374 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6375 {
6376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6377         /*
6378          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6379          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6380          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6381          * under the same RCU lock region, which means that charging
6382          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6383          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6384          * without any tasks from the swapin path when the target
6385          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6386          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6387          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6388          * circulation:
6389          *
6390          * #0                        #1
6391          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6392          *                           rcu_read_lock()
6393          *                           mem_cgroup_lookup()
6394          *                           css_tryget()
6395          *                           rcu_read_unlock()
6396          * disable css_tryget()
6397          * call_rcu()
6398          *   offline_css()
6399          *     reparent_charges()
6400          *                           res_counter_charge()
6401          *                           css_put()
6402          *                             css_free()
6403          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6404          *                           add page to lru
6405          *
6406          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6407          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6408          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6409          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6410          * made after offlining:
6411          */
6412         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6413
6414         memcg_destroy_kmem(memcg);
6415         __mem_cgroup_free(memcg);
6416 }
6417
6418 #ifdef CONFIG_MMU
6419 /* Handlers for move charge at task migration. */
6420 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6421 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6422 {
6423         int ret = 0;
6424         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6425         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6426
6427         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6428                 mc.precharge += count;
6429                 /* we don't need css_get for root */
6430                 return ret;
6431         }
6432         /* try to charge at once */
6433         if (count > 1) {
6434                 struct res_counter *dummy;
6435                 /*
6436                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6437                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6438                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6439                  * css_get().
6440                  */
6441                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6442                         goto one_by_one;
6443                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6444                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6445                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6446                         goto one_by_one;
6447                 }
6448                 mc.precharge += count;
6449                 return ret;
6450         }
6451 one_by_one:
6452         /* fall back to one by one charge */
6453         while (count--) {
6454                 if (signal_pending(current)) {
6455                         ret = -EINTR;
6456                         break;
6457                 }
6458                 if (!batch_count--) {
6459                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6460                         cond_resched();
6461                 }
6462                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6463                 if (ret)
6464                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6465                         return ret;
6466                 mc.precharge++;
6467         }
6468         return ret;
6469 }
6470
6471 /**
6472  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6473  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6474  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6475  * @ptent: the pte to be checked
6476  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6477  *
6478  * Returns
6479  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6480  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6481  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6482  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6483  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6484  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6485  *     in target->ent.
6486  *
6487  * Called with pte lock held.
6488  */
6489 union mc_target {
6490         struct page     *page;
6491         swp_entry_t     ent;
6492 };
6493
6494 enum mc_target_type {
6495         MC_TARGET_NONE = 0,
6496         MC_TARGET_PAGE,
6497         MC_TARGET_SWAP,
6498 };
6499
6500 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6501                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6502 {
6503         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6504
6505         if (!page || !page_mapped(page))
6506                 return NULL;
6507         if (PageAnon(page)) {
6508                 /* we don't move shared anon */
6509                 if (!move_anon())
6510                         return NULL;
6511         } else if (!move_file())
6512                 /* we ignore mapcount for file pages */
6513                 return NULL;
6514         if (!get_page_unless_zero(page))
6515                 return NULL;
6516
6517         return page;
6518 }
6519
6520 #ifdef CONFIG_SWAP
6521 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6522                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6523 {
6524         struct page *page = NULL;
6525         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6526
6527         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6528                 return NULL;
6529         /*
6530          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6531          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6532          */
6533         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6534         if (do_swap_account)
6535                 entry->val = ent.val;
6536
6537         return page;
6538 }
6539 #else
6540 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6541                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6542 {
6543         return NULL;
6544 }
6545 #endif
6546
6547 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6548                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6549 {
6550         struct page *page = NULL;
6551         struct address_space *mapping;
6552         pgoff_t pgoff;
6553
6554         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6555                 return NULL;
6556         if (!move_file())
6557                 return NULL;
6558
6559         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6560         if (pte_none(ptent))
6561                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6562         else /* pte_file(ptent) is true */
6563                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6564
6565         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6566 #ifdef CONFIG_SWAP
6567         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6568         if (shmem_mapping(mapping)) {
6569                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6570                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6571                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6572                         if (do_swap_account)
6573                                 *entry = swp;
6574                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6575                 }
6576         } else
6577                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6578 #else
6579         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6580 #endif
6581         return page;
6582 }
6583
6584 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6585                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6586 {
6587         struct page *page = NULL;
6588         struct page_cgroup *pc;
6589         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6590         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6591
6592         if (pte_present(ptent))
6593                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6594         else if (is_swap_pte(ptent))
6595                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6596         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6597                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6598
6599         if (!page && !ent.val)
6600                 return ret;
6601         if (page) {
6602                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6603                 /*
6604                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6605                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6606                  * the lock.
6607                  */
6608                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6609                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6610                         if (target)
6611                                 target->page = page;
6612                 }
6613                 if (!ret || !target)
6614                         put_page(page);
6615         }
6616         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6617         if (ent.val && !ret &&
6618             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6619                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6620                 if (target)
6621                         target->ent = ent;
6622         }
6623         return ret;
6624 }
6625
6626 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6627 /*
6628  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6629  * support them for now.
6630  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6631  */
6632 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6633                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6634 {
6635         struct page *page = NULL;
6636         struct page_cgroup *pc;
6637         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6638
6639         page = pmd_page(pmd);
6640         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6641         if (!move_anon())
6642                 return ret;
6643         pc = lookup_page_cgroup(page);
6644         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6645                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6646                 if (target) {
6647                         get_page(page);
6648                         target->page = page;
6649                 }
6650         }
6651         return ret;
6652 }
6653 #else
6654 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6655                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6656 {
6657         return MC_TARGET_NONE;
6658 }
6659 #endif
6660
6661 static int mem_cgroup_count_precharge_pte(pte_t *pte,
6662                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6663                                         struct mm_walk *walk)
6664 {
6665         if (get_mctgt_type(walk->vma, addr, *pte, NULL))
6666                 mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6667         return 0;
6668 }
6669
6670 static int mem_cgroup_count_precharge_pmd(pmd_t *pmd,
6671                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6672                                         struct mm_walk *walk)
6673 {
6674         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6675         spinlock_t *ptl;
6676
6677         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6678                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6679                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6680                 spin_unlock(ptl);
6681                 /* don't call mem_cgroup_count_precharge_pte() */
6682                 walk->skip = 1;
6683         }
6684         return 0;
6685 }
6686
6687 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6688 {
6689         unsigned long precharge;
6690         struct vm_area_struct *vma;
6691
6692         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6693                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pmd,
6694                 .pte_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte,
6695                 .mm = mm,
6696         };
6697         down_read(&mm->mmap_sem);
6698         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
6699                 walk_page_vma(vma, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6700         up_read(&mm->mmap_sem);
6701
6702         precharge = mc.precharge;
6703         mc.precharge = 0;
6704
6705         return precharge;
6706 }
6707
6708 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6709 {
6710         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6711
6712         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6713         mc.moving_task = current;
6714         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6715 }
6716
6717 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6718 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6719 {
6720         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6721         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6722         int i;
6723
6724         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6725         if (mc.precharge) {
6726                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6727                 mc.precharge = 0;
6728         }
6729         /*
6730          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6731          * we must uncharge here.
6732          */
6733         if (mc.moved_charge) {
6734                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6735                 mc.moved_charge = 0;
6736         }
6737         /* we must fixup refcnts and charges */
6738         if (mc.moved_swap) {
6739                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6740                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6741                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6742                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6743
6744                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6745                         css_put(&mc.from->css);
6746
6747                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6748                         /*
6749                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6750                          * uncharge to->res.
6751                          */
6752                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6753                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6754                 }
6755                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6756                 mc.moved_swap = 0;
6757         }
6758         memcg_oom_recover(from);
6759         memcg_oom_recover(to);
6760         wake_up_all(&mc.waitq);
6761 }
6762
6763 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6764 {
6765         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6766
6767         /*
6768          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6769          * task migration.
6770          */
6771         mc.moving_task = NULL;
6772         __mem_cgroup_clear_mc();
6773         spin_lock(&mc.lock);
6774         mc.from = NULL;
6775         mc.to = NULL;
6776         spin_unlock(&mc.lock);
6777         mem_cgroup_end_move(from);
6778 }
6779
6780 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6781                                  struct cgroup_taskset *tset)
6782 {
6783         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6784         int ret = 0;
6785         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6786         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6787
6788         /*
6789          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6790          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6791          * So we need to save it, and keep it going.
6792          */
6793         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6794         if (move_charge_at_immigrate) {
6795                 struct mm_struct *mm;
6796                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6797
6798                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6799
6800                 mm = get_task_mm(p);
6801                 if (!mm)
6802                         return 0;
6803                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6804                 if (mm->owner == p) {
6805                         VM_BUG_ON(mc.from);
6806                         VM_BUG_ON(mc.to);
6807                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6808                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6809                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6810                         mem_cgroup_start_move(from);
6811                         spin_lock(&mc.lock);
6812                         mc.from = from;
6813                         mc.to = memcg;
6814                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6815                         spin_unlock(&mc.lock);
6816                         /* We set mc.moving_task later */
6817
6818                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6819                         if (ret)
6820                                 mem_cgroup_clear_mc();
6821                 }
6822                 mmput(mm);
6823         }
6824         return ret;
6825 }
6826
6827 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6828                                      struct cgroup_taskset *tset)
6829 {
6830         mem_cgroup_clear_mc();
6831 }
6832
6833 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6834                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6835                                 struct mm_walk *walk)
6836 {
6837         int ret = 0;
6838         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6839         pte_t *pte;
6840         spinlock_t *ptl;
6841         enum mc_target_type target_type;
6842         union mc_target target;
6843         struct page *page;
6844         struct page_cgroup *pc;
6845
6846         /*
6847          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6848          * happens because:
6849          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6850          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6851          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6852          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6853          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6854          *    part of thp split is not executed yet.
6855          */
6856         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6857                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6858                         spin_unlock(ptl);
6859                         return 0;
6860                 }
6861                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6862                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6863                         page = target.page;
6864                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6865                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6866                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6867                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6868                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6869                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6870                                 }
6871                                 putback_lru_page(page);
6872                         }
6873                         put_page(page);
6874                 }
6875                 spin_unlock(ptl);
6876                 return 0;
6877         }
6878
6879         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6880                 return 0;
6881 retry:
6882         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6883         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6884                 pte_t ptent = *(pte++);
6885                 swp_entry_t ent;
6886
6887                 if (!mc.precharge)
6888                         break;
6889
6890                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6891                 case MC_TARGET_PAGE:
6892                         page = target.page;
6893                         if (isolate_lru_page(page))
6894                                 goto put;
6895                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6896                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6897                                                      mc.from, mc.to)) {
6898                                 mc.precharge--;
6899                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6900                                 mc.moved_charge++;
6901                         }
6902                         putback_lru_page(page);
6903 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6904                         put_page(page);
6905                         break;
6906                 case MC_TARGET_SWAP:
6907                         ent = target.ent;
6908                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6909                                 mc.precharge--;
6910                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6911                                 mc.moved_swap++;
6912                         }
6913                         break;
6914                 default:
6915                         break;
6916                 }
6917         }
6918         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6919         cond_resched();
6920
6921         if (addr != end) {
6922                 /*
6923                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6924                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6925                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6926                  * phase.
6927                  */
6928                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6929                 if (!ret)
6930                         goto retry;
6931         }
6932
6933         return ret;
6934 }
6935
6936 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6937 {
6938         struct vm_area_struct *vma;
6939         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6940                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6941                 .mm = mm,
6942         };
6943
6944         lru_add_drain_all();
6945 retry:
6946         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6947                 /*
6948                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6949                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6950                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6951                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6952                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6953                  */
6954                 __mem_cgroup_clear_mc();
6955                 cond_resched();
6956                 goto retry;
6957         }
6958         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
6959                 walk_page_vma(vma, &mem_cgroup_move_charge_walk);
6960         up_read(&mm->mmap_sem);
6961 }
6962
6963 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6964                                  struct cgroup_taskset *tset)
6965 {
6966         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6967         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6968
6969         if (mm) {
6970                 if (mc.to)
6971                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6972                 mmput(mm);
6973         }
6974         if (mc.to)
6975                 mem_cgroup_clear_mc();
6976 }
6977 #else   /* !CONFIG_MMU */
6978 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6979                                  struct cgroup_taskset *tset)
6980 {
6981         return 0;
6982 }
6983 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6984                                      struct cgroup_taskset *tset)
6985 {
6986 }
6987 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6988                                  struct cgroup_taskset *tset)
6989 {
6990 }
6991 #endif
6992
6993 /*
6994  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6995  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6996  */
6997 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6998 {
6999         /*
7000          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7001          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7002          * on for the root memcg is enough.
7003          */
7004         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7005                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7006 }
7007
7008 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7009         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7010         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7011         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7012         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7013         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7014         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7015         .attach = mem_cgroup_move_task,
7016         .bind = mem_cgroup_bind,
7017         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7018         .early_init = 0,
7019 };
7020
7021 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7022 static int __init enable_swap_account(char *s)
7023 {
7024         if (!strcmp(s, "1"))
7025                 really_do_swap_account = 1;
7026         else if (!strcmp(s, "0"))
7027                 really_do_swap_account = 0;
7028         return 1;
7029 }
7030 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7031
7032 static void __init memsw_file_init(void)
7033 {
7034         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7035 }
7036
7037 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7038 {
7039         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7040                 do_swap_account = 1;
7041                 memsw_file_init();
7042         }
7043 }
7044
7045 #else
7046 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7047 {
7048 }
7049 #endif
7050
7051 /*
7052  * subsys_initcall() for memory controller.
7053  *
7054  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7055  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7056  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7057  * be initialized from here.
7058  */
7059 static int __init mem_cgroup_init(void)
7060 {
7061         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7062         enable_swap_cgroup();
7063         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7064         memcg_stock_init();
7065         return 0;
7066 }
7067 subsys_initcall(mem_cgroup_init);