]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
Merge branch 'for-3.13' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/cgroup
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include "internal.h"
59 #include <net/sock.h>
60 #include <net/ip.h>
61 #include <net/tcp_memcontrol.h>
62
63 #include <asm/uaccess.h>
64
65 #include <trace/events/vmscan.h>
66
67 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
68 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
69
70 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
71 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
72
73 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
74 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
75 int do_swap_account __read_mostly;
76
77 /* for remember boot option*/
78 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
79 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
80 #else
81 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
82 #endif
83
84 #else
85 #define do_swap_account         0
86 #endif
87
88
89 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
90         "cache",
91         "rss",
92         "rss_huge",
93         "mapped_file",
94         "writeback",
95         "swap",
96 };
97
98 enum mem_cgroup_events_index {
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
104 };
105
106 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
107         "pgpgin",
108         "pgpgout",
109         "pgfault",
110         "pgmajfault",
111 };
112
113 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
114         "inactive_anon",
115         "active_anon",
116         "inactive_file",
117         "active_file",
118         "unevictable",
119 };
120
121 /*
122  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
123  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
124  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
125  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
126  */
127 enum mem_cgroup_events_target {
128         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
129         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
130         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
131         MEM_CGROUP_NTARGETS,
132 };
133 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
134 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
135 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
136
137 struct mem_cgroup_stat_cpu {
138         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
139         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
140         unsigned long nr_page_events;
141         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
145         /*
146          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
147          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
148          */
149         struct mem_cgroup *last_visited;
150         unsigned long last_dead_count;
151
152         /* scan generation, increased every round-trip */
153         unsigned int generation;
154 };
155
156 /*
157  * per-zone information in memory controller.
158  */
159 struct mem_cgroup_per_zone {
160         struct lruvec           lruvec;
161         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
162
163         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
164
165         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
166         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
167                                                 /* the soft limit is exceeded*/
168         bool                    on_tree;
169         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
170                                                 /* use container_of        */
171 };
172
173 struct mem_cgroup_per_node {
174         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
175 };
176
177 /*
178  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
179  * their hierarchy representation
180  */
181
182 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
183         struct rb_root rb_root;
184         spinlock_t lock;
185 };
186
187 struct mem_cgroup_tree_per_node {
188         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
189 };
190
191 struct mem_cgroup_tree {
192         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
193 };
194
195 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
196
197 struct mem_cgroup_threshold {
198         struct eventfd_ctx *eventfd;
199         u64 threshold;
200 };
201
202 /* For threshold */
203 struct mem_cgroup_threshold_ary {
204         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
205         int current_threshold;
206         /* Size of entries[] */
207         unsigned int size;
208         /* Array of thresholds */
209         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
210 };
211
212 struct mem_cgroup_thresholds {
213         /* Primary thresholds array */
214         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
215         /*
216          * Spare threshold array.
217          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
218          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
219          */
220         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
221 };
222
223 /* for OOM */
224 struct mem_cgroup_eventfd_list {
225         struct list_head list;
226         struct eventfd_ctx *eventfd;
227 };
228
229 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
230 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
231
232 /*
233  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
234  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
235  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
236  * to help the administrator determine what knobs to tune.
237  *
238  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
239  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
240  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
241  * a feature that will be implemented much later in the future.
242  */
243 struct mem_cgroup {
244         struct cgroup_subsys_state css;
245         /*
246          * the counter to account for memory usage
247          */
248         struct res_counter res;
249
250         /* vmpressure notifications */
251         struct vmpressure vmpressure;
252
253         /*
254          * the counter to account for mem+swap usage.
255          */
256         struct res_counter memsw;
257
258         /*
259          * the counter to account for kernel memory usage.
260          */
261         struct res_counter kmem;
262         /*
263          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
264          */
265         bool use_hierarchy;
266         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
267
268         bool            oom_lock;
269         atomic_t        under_oom;
270         atomic_t        oom_wakeups;
271
272         int     swappiness;
273         /* OOM-Killer disable */
274         int             oom_kill_disable;
275
276         /* set when res.limit == memsw.limit */
277         bool            memsw_is_minimum;
278
279         /* protect arrays of thresholds */
280         struct mutex thresholds_lock;
281
282         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
283         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
284
285         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
286         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
287
288         /* For oom notifier event fd */
289         struct list_head oom_notify;
290
291         /*
292          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
293          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
294          */
295         unsigned long move_charge_at_immigrate;
296         /*
297          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
298          */
299         atomic_t        moving_account;
300         /* taken only while moving_account > 0 */
301         spinlock_t      move_lock;
302         /*
303          * percpu counter.
304          */
305         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
306         /*
307          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
308          * See mem_cgroup_read_stat().
309          */
310         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
311         spinlock_t pcp_counter_lock;
312
313         atomic_t        dead_count;
314 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
315         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
316 #endif
317 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
318         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
319         struct list_head memcg_slab_caches;
320         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
321         struct mutex slab_caches_mutex;
322         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
323         int kmemcg_id;
324 #endif
325
326         int last_scanned_node;
327 #if MAX_NUMNODES > 1
328         nodemask_t      scan_nodes;
329         atomic_t        numainfo_events;
330         atomic_t        numainfo_updating;
331 #endif
332
333         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
334         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
335 };
336
337 static size_t memcg_size(void)
338 {
339         return sizeof(struct mem_cgroup) +
340                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
341 }
342
343 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
344 enum {
345         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
346         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
347         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
348 };
349
350 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
351 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
352                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
353
354 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
355 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
358 }
359
360 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
361 {
362         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
363 }
364
365 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
366 {
367         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
368 }
369
370 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
371 {
372         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
373 }
374
375 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
376 {
377         /*
378          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
379          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
380          */
381         smp_wmb();
382         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
383                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
384 }
385
386 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
387 {
388         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
389                                   &memcg->kmem_account_flags);
390 }
391 #endif
392
393 /* Stuffs for move charges at task migration. */
394 /*
395  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
396  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
397  */
398 enum move_type {
399         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
400         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
401         NR_MOVE_TYPE,
402 };
403
404 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
405 static struct move_charge_struct {
406         spinlock_t        lock; /* for from, to */
407         struct mem_cgroup *from;
408         struct mem_cgroup *to;
409         unsigned long immigrate_flags;
410         unsigned long precharge;
411         unsigned long moved_charge;
412         unsigned long moved_swap;
413         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
414         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
415 } mc = {
416         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
417         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
418 };
419
420 static bool move_anon(void)
421 {
422         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
423 }
424
425 static bool move_file(void)
426 {
427         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
428 }
429
430 /*
431  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
432  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
433  */
434 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
435 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
436
437 enum charge_type {
438         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
441         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
442         NR_CHARGE_TYPE,
443 };
444
445 /* for encoding cft->private value on file */
446 enum res_type {
447         _MEM,
448         _MEMSWAP,
449         _OOM_TYPE,
450         _KMEM,
451 };
452
453 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
454 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
455 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
456 /* Used for OOM nofiier */
457 #define OOM_CONTROL             (0)
458
459 /*
460  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
461  */
462 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
465 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
466
467 /*
468  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
469  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
470  * appearing has to hold it as well.
471  */
472 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
473
474 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
475 {
476         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
477 }
478
479 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
480 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
481 {
482         if (!memcg)
483                 memcg = root_mem_cgroup;
484         return &memcg->vmpressure;
485 }
486
487 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
488 {
489         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
490 }
491
492 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
493 {
494         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
495 }
496
497 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
498 {
499         return (memcg == root_mem_cgroup);
500 }
501
502 /*
503  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
504  * an unsigned short.
505  */
506 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
507
508 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
509 {
510         /*
511          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
512          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
513          */
514         return memcg->css.cgroup->id + 1;
515 }
516
517 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
518 {
519         struct cgroup_subsys_state *css;
520
521         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
522         return mem_cgroup_from_css(css);
523 }
524
525 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
526 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
527
528 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
529 {
530         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
531                 struct mem_cgroup *memcg;
532                 struct cg_proto *cg_proto;
533
534                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
535
536                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
537                  * filled. It won't however, necessarily happen from
538                  * process context. So the test for root memcg given
539                  * the current task's memcg won't help us in this case.
540                  *
541                  * Respecting the original socket's memcg is a better
542                  * decision in this case.
543                  */
544                 if (sk->sk_cgrp) {
545                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
546                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
547                         return;
548                 }
549
550                 rcu_read_lock();
551                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
552                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
553                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
554                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
555                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
556                 }
557                 rcu_read_unlock();
558         }
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
561
562 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
563 {
564         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
565                 struct mem_cgroup *memcg;
566                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
567                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
568                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
569         }
570 }
571
572 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
573 {
574         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
575                 return NULL;
576
577         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
578 }
579 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
580
581 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
582 {
583         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
584                 return;
585         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
586 }
587 #else
588 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590 }
591 #endif
592
593 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
594 /*
595  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
596  * The main reason for not using cgroup id for this:
597  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
598  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
599  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
600  *  200 entry array for that.
601  *
602  * The current size of the caches array is stored in
603  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
604  * increase it.
605  */
606 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
607 int memcg_limited_groups_array_size;
608
609 /*
610  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
611  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
612  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
613  * tunable, but that is strictly not necessary.
614  *
615  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
616  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
617  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
618  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
619  * increase ours as well if it increases.
620  */
621 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
622 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
623
624 /*
625  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
626  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
627  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
628  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
629  */
630 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
631 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
632
633 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
634 {
635         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
636                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
637                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
638         }
639         /*
640          * This check can't live in kmem destruction function,
641          * since the charges will outlive the cgroup
642          */
643         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
644 }
645 #else
646 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648 }
649 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
650
651 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
652 {
653         disarm_sock_keys(memcg);
654         disarm_kmem_keys(memcg);
655 }
656
657 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
658
659 static struct mem_cgroup_per_zone *
660 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
661 {
662         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
663         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
664 }
665
666 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
667 {
668         return &memcg->css;
669 }
670
671 static struct mem_cgroup_per_zone *
672 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
673 {
674         int nid = page_to_nid(page);
675         int zid = page_zonenum(page);
676
677         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
678 }
679
680 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
681 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
682 {
683         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
684 }
685
686 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
687 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
688 {
689         int nid = page_to_nid(page);
690         int zid = page_zonenum(page);
691
692         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
693 }
694
695 static void
696 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
697                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
698                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
699                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
700 {
701         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
702         struct rb_node *parent = NULL;
703         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
704
705         if (mz->on_tree)
706                 return;
707
708         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
709         if (!mz->usage_in_excess)
710                 return;
711         while (*p) {
712                 parent = *p;
713                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
714                                         tree_node);
715                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
716                         p = &(*p)->rb_left;
717                 /*
718                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
719                  * limit by the same amount
720                  */
721                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
722                         p = &(*p)->rb_right;
723         }
724         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
725         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
726         mz->on_tree = true;
727 }
728
729 static void
730 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
731                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
732                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
733 {
734         if (!mz->on_tree)
735                 return;
736         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
737         mz->on_tree = false;
738 }
739
740 static void
741 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
742                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
743                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
744 {
745         spin_lock(&mctz->lock);
746         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
747         spin_unlock(&mctz->lock);
748 }
749
750
751 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
752 {
753         unsigned long long excess;
754         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
755         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
756         int nid = page_to_nid(page);
757         int zid = page_zonenum(page);
758         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
759
760         /*
761          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
762          * because their event counter is not touched.
763          */
764         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
765                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
766                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
767                 /*
768                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
769                  * mem is over its softlimit.
770                  */
771                 if (excess || mz->on_tree) {
772                         spin_lock(&mctz->lock);
773                         /* if on-tree, remove it */
774                         if (mz->on_tree)
775                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
776                         /*
777                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
778                          * If excess is 0, no tree ops.
779                          */
780                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
781                         spin_unlock(&mctz->lock);
782                 }
783         }
784 }
785
786 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
787 {
788         int node, zone;
789         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
790         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
791
792         for_each_node(node) {
793                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
794                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
795                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
796                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
797                 }
798         }
799 }
800
801 static struct mem_cgroup_per_zone *
802 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
803 {
804         struct rb_node *rightmost = NULL;
805         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
806
807 retry:
808         mz = NULL;
809         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
810         if (!rightmost)
811                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
812
813         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
814         /*
815          * Remove the node now but someone else can add it back,
816          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
817          * position in the tree.
818          */
819         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
820         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
821                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
822                 goto retry;
823 done:
824         return mz;
825 }
826
827 static struct mem_cgroup_per_zone *
828 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
829 {
830         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
831
832         spin_lock(&mctz->lock);
833         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
834         spin_unlock(&mctz->lock);
835         return mz;
836 }
837
838 /*
839  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
840  *
841  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
842  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
843  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
844  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
845  *
846  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
847  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
848  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
849  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
850  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
851  *
852  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
853  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
854  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
855  * implemented.
856  */
857 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
858                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
859 {
860         long val = 0;
861         int cpu;
862
863         get_online_cpus();
864         for_each_online_cpu(cpu)
865                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
866 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
867         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
868         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
869         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
870 #endif
871         put_online_cpus();
872         return val;
873 }
874
875 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
876                                          bool charge)
877 {
878         int val = (charge) ? 1 : -1;
879         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
880 }
881
882 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
883                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
884 {
885         unsigned long val = 0;
886         int cpu;
887
888         get_online_cpus();
889         for_each_online_cpu(cpu)
890                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
891 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
892         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
893         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
894         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
895 #endif
896         put_online_cpus();
897         return val;
898 }
899
900 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
901                                          struct page *page,
902                                          bool anon, int nr_pages)
903 {
904         preempt_disable();
905
906         /*
907          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
908          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
909          */
910         if (anon)
911                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
912                                 nr_pages);
913         else
914                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
915                                 nr_pages);
916
917         if (PageTransHuge(page))
918                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
919                                 nr_pages);
920
921         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
922         if (nr_pages > 0)
923                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
924         else {
925                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
926                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
927         }
928
929         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
930
931         preempt_enable();
932 }
933
934 unsigned long
935 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
936 {
937         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
938
939         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
940         return mz->lru_size[lru];
941 }
942
943 static unsigned long
944 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
945                         unsigned int lru_mask)
946 {
947         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
948         enum lru_list lru;
949         unsigned long ret = 0;
950
951         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
952
953         for_each_lru(lru) {
954                 if (BIT(lru) & lru_mask)
955                         ret += mz->lru_size[lru];
956         }
957         return ret;
958 }
959
960 static unsigned long
961 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
962                         int nid, unsigned int lru_mask)
963 {
964         u64 total = 0;
965         int zid;
966
967         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
968                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
969                                                 nid, zid, lru_mask);
970
971         return total;
972 }
973
974 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
975                         unsigned int lru_mask)
976 {
977         int nid;
978         u64 total = 0;
979
980         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
981                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
982         return total;
983 }
984
985 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
986                                        enum mem_cgroup_events_target target)
987 {
988         unsigned long val, next;
989
990         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
991         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
992         /* from time_after() in jiffies.h */
993         if ((long)next - (long)val < 0) {
994                 switch (target) {
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
996                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
999                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1000                         break;
1001                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1002                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1003                         break;
1004                 default:
1005                         break;
1006                 }
1007                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1008                 return true;
1009         }
1010         return false;
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Check events in order.
1015  *
1016  */
1017 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1018 {
1019         preempt_disable();
1020         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1021         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1022                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1023                 bool do_softlimit;
1024                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1025
1026                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1027                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1030                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1031 #endif
1032                 preempt_enable();
1033
1034                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1035                 if (unlikely(do_softlimit))
1036                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1037 #if MAX_NUMNODES > 1
1038                 if (unlikely(do_numainfo))
1039                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1040 #endif
1041         } else
1042                 preempt_enable();
1043 }
1044
1045 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1046 {
1047         /*
1048          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1049          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1050          * So this can be called with p == NULL.
1051          */
1052         if (unlikely(!p))
1053                 return NULL;
1054
1055         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1056 }
1057
1058 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1059 {
1060         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1061
1062         if (!mm)
1063                 return NULL;
1064         /*
1065          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1066          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1067          * pessimistic (rather than adding locks here).
1068          */
1069         rcu_read_lock();
1070         do {
1071                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1072                 if (unlikely(!memcg))
1073                         break;
1074         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1075         rcu_read_unlock();
1076         return memcg;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1081  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1082  *
1083  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1084  */
1085 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1086                 struct mem_cgroup *last_visited)
1087 {
1088         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1089
1090         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1091 skip_node:
1092         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1093
1094         /*
1095          * Even if we found a group we have to make sure it is
1096          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1097          * skipped and we should continue the tree walk.
1098          * last_visited css is safe to use because it is
1099          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1100          */
1101         if (next_css) {
1102                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1103
1104                 if (css_tryget(&mem->css))
1105                         return mem;
1106                 else {
1107                         prev_css = next_css;
1108                         goto skip_node;
1109                 }
1110         }
1111
1112         return NULL;
1113 }
1114
1115 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1116 {
1117         /*
1118          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1119          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1120          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1121          */
1122         atomic_inc(&root->dead_count);
1123 }
1124
1125 static struct mem_cgroup *
1126 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1127                      struct mem_cgroup *root,
1128                      int *sequence)
1129 {
1130         struct mem_cgroup *position = NULL;
1131         /*
1132          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1133          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1134          *
1135          * If the iterator is valid, we may still race with an
1136          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1137          * released, tryget will fail if we lost the race.
1138          */
1139         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1140         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1141                 smp_rmb();
1142                 position = iter->last_visited;
1143                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1144                         position = NULL;
1145         }
1146         return position;
1147 }
1148
1149 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1150                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1151                                    struct mem_cgroup *new_position,
1152                                    int sequence)
1153 {
1154         if (last_visited)
1155                 css_put(&last_visited->css);
1156         /*
1157          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1158          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1159          * don't lose destruction events in between.  We could have
1160          * raced with the destruction of @new_position after all.
1161          */
1162         iter->last_visited = new_position;
1163         smp_wmb();
1164         iter->last_dead_count = sequence;
1165 }
1166
1167 /**
1168  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1169  * @root: hierarchy root
1170  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1171  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1172  *
1173  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1174  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1175  *
1176  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1177  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1178  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1179  *
1180  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1181  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1182  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1183  */
1184 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1185                                    struct mem_cgroup *prev,
1186                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1187 {
1188         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1189         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1190
1191         if (mem_cgroup_disabled())
1192                 return NULL;
1193
1194         if (!root)
1195                 root = root_mem_cgroup;
1196
1197         if (prev && !reclaim)
1198                 last_visited = prev;
1199
1200         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1201                 if (prev)
1202                         goto out_css_put;
1203                 return root;
1204         }
1205
1206         rcu_read_lock();
1207         while (!memcg) {
1208                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1209                 int uninitialized_var(seq);
1210
1211                 if (reclaim) {
1212                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1213                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1214                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1215
1216                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1217                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1218                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1219                                 iter->last_visited = NULL;
1220                                 goto out_unlock;
1221                         }
1222
1223                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1224                 }
1225
1226                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1227
1228                 if (reclaim) {
1229                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1230
1231                         if (!memcg)
1232                                 iter->generation++;
1233                         else if (!prev && memcg)
1234                                 reclaim->generation = iter->generation;
1235                 }
1236
1237                 if (prev && !memcg)
1238                         goto out_unlock;
1239         }
1240 out_unlock:
1241         rcu_read_unlock();
1242 out_css_put:
1243         if (prev && prev != root)
1244                 css_put(&prev->css);
1245
1246         return memcg;
1247 }
1248
1249 /**
1250  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1251  * @root: hierarchy root
1252  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1253  */
1254 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1255                            struct mem_cgroup *prev)
1256 {
1257         if (!root)
1258                 root = root_mem_cgroup;
1259         if (prev && prev != root)
1260                 css_put(&prev->css);
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1265  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1266  * be used for reference counting.
1267  */
1268 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1269         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1270              iter != NULL;                              \
1271              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1272
1273 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1274         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1275              iter != NULL;                              \
1276              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1277
1278 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1279 {
1280         struct mem_cgroup *memcg;
1281
1282         rcu_read_lock();
1283         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1284         if (unlikely(!memcg))
1285                 goto out;
1286
1287         switch (idx) {
1288         case PGFAULT:
1289                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1290                 break;
1291         case PGMAJFAULT:
1292                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1293                 break;
1294         default:
1295                 BUG();
1296         }
1297 out:
1298         rcu_read_unlock();
1299 }
1300 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1301
1302 /**
1303  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1304  * @zone: zone of the wanted lruvec
1305  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1306  *
1307  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1308  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1309  * is disabled.
1310  */
1311 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1312                                       struct mem_cgroup *memcg)
1313 {
1314         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1315         struct lruvec *lruvec;
1316
1317         if (mem_cgroup_disabled()) {
1318                 lruvec = &zone->lruvec;
1319                 goto out;
1320         }
1321
1322         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1323         lruvec = &mz->lruvec;
1324 out:
1325         /*
1326          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1327          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1328          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1329          */
1330         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1331                 lruvec->zone = zone;
1332         return lruvec;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1337  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1338  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1339  *
1340  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1341  * 1. charge
1342  * 2. moving account
1343  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1344  * It is added to LRU before charge.
1345  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1346  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1347  */
1348
1349 /**
1350  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1351  * @page: the page
1352  * @zone: zone of the page
1353  */
1354 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1355 {
1356         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1357         struct mem_cgroup *memcg;
1358         struct page_cgroup *pc;
1359         struct lruvec *lruvec;
1360
1361         if (mem_cgroup_disabled()) {
1362                 lruvec = &zone->lruvec;
1363                 goto out;
1364         }
1365
1366         pc = lookup_page_cgroup(page);
1367         memcg = pc->mem_cgroup;
1368
1369         /*
1370          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1371          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1372          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1373          *
1374          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1375          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1376          * of pc->mem_cgroup safe.
1377          */
1378         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1379                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1380
1381         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1382         lruvec = &mz->lruvec;
1383 out:
1384         /*
1385          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1386          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1387          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1388          */
1389         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1390                 lruvec->zone = zone;
1391         return lruvec;
1392 }
1393
1394 /**
1395  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1396  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1397  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1398  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1399  *
1400  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1401  * lru list.
1402  */
1403 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1404                                 int nr_pages)
1405 {
1406         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1407         unsigned long *lru_size;
1408
1409         if (mem_cgroup_disabled())
1410                 return;
1411
1412         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1413         lru_size = mz->lru_size + lru;
1414         *lru_size += nr_pages;
1415         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1420  * hierarchy subtree
1421  */
1422 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1423                                   struct mem_cgroup *memcg)
1424 {
1425         if (root_memcg == memcg)
1426                 return true;
1427         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1428                 return false;
1429         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1430 }
1431
1432 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1433                                        struct mem_cgroup *memcg)
1434 {
1435         bool ret;
1436
1437         rcu_read_lock();
1438         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1439         rcu_read_unlock();
1440         return ret;
1441 }
1442
1443 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1444                         const struct mem_cgroup *memcg)
1445 {
1446         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1447         struct task_struct *p;
1448         bool ret;
1449
1450         p = find_lock_task_mm(task);
1451         if (p) {
1452                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1453                 task_unlock(p);
1454         } else {
1455                 /*
1456                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1457                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1458                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1459                  */
1460                 rcu_read_lock();
1461                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1462                 if (curr)
1463                         css_get(&curr->css);
1464                 rcu_read_unlock();
1465         }
1466         if (!curr)
1467                 return false;
1468         /*
1469          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1470          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1471          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1472          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1473          */
1474         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1475         css_put(&curr->css);
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1480 {
1481         unsigned long inactive_ratio;
1482         unsigned long inactive;
1483         unsigned long active;
1484         unsigned long gb;
1485
1486         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1487         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1488
1489         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1490         if (gb)
1491                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1492         else
1493                 inactive_ratio = 1;
1494
1495         return inactive * inactive_ratio < active;
1496 }
1497
1498 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1499         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1500
1501 /**
1502  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1503  * @memcg: the memory cgroup
1504  *
1505  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1506  * pages.
1507  */
1508 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1509 {
1510         unsigned long long margin;
1511
1512         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1513         if (do_swap_account)
1514                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1515         return margin >> PAGE_SHIFT;
1516 }
1517
1518 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1519 {
1520         /* root ? */
1521         if (!css_parent(&memcg->css))
1522                 return vm_swappiness;
1523
1524         return memcg->swappiness;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1529  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1530  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1531  * rcu_read_lock(), like this:
1532  *
1533  *         CPU-A                                    CPU-B
1534  *                                              rcu_read_lock()
1535  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1536  *                                                   take heavy locks.
1537  *         synchronize_rcu()                    update something.
1538  *                                              rcu_read_unlock()
1539  *         start move here.
1540  */
1541
1542 /* for quick checking without looking up memcg */
1543 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1544
1545 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1546 {
1547         atomic_inc(&memcg_moving);
1548         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1549         synchronize_rcu();
1550 }
1551
1552 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         /*
1555          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1556          * We check NULL in callee rather than caller.
1557          */
1558         if (memcg) {
1559                 atomic_dec(&memcg_moving);
1560                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1561         }
1562 }
1563
1564 /*
1565  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1566  *
1567  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1568  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1569  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1570  *
1571  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1572  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1573  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1574  */
1575
1576 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1577 {
1578         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1579         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1580 }
1581
1582 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         struct mem_cgroup *from;
1585         struct mem_cgroup *to;
1586         bool ret = false;
1587         /*
1588          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1589          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1590          */
1591         spin_lock(&mc.lock);
1592         from = mc.from;
1593         to = mc.to;
1594         if (!from)
1595                 goto unlock;
1596
1597         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1598                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1599 unlock:
1600         spin_unlock(&mc.lock);
1601         return ret;
1602 }
1603
1604 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1605 {
1606         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1607                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1608                         DEFINE_WAIT(wait);
1609                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1610                         /* moving charge context might have finished. */
1611                         if (mc.moving_task)
1612                                 schedule();
1613                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1614                         return true;
1615                 }
1616         }
1617         return false;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Take this lock when
1622  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1623  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1624  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1625  */
1626 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1627                                   unsigned long *flags)
1628 {
1629         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1630 }
1631
1632 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1633                                 unsigned long *flags)
1634 {
1635         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1636 }
1637
1638 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1639 /**
1640  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1641  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1642  * @p: Task that is going to be killed
1643  *
1644  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1645  * enabled
1646  */
1647 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1648 {
1649         struct cgroup *task_cgrp;
1650         struct cgroup *mem_cgrp;
1651         /*
1652          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1653          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1654          * If this assumption is broken, revisit this code.
1655          */
1656         static char memcg_name[PATH_MAX];
1657         int ret;
1658         struct mem_cgroup *iter;
1659         unsigned int i;
1660
1661         if (!p)
1662                 return;
1663
1664         rcu_read_lock();
1665
1666         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1667         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1668
1669         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1670         if (ret < 0) {
1671                 /*
1672                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1673                  * But we'll still print out the usage information
1674                  */
1675                 rcu_read_unlock();
1676                 goto done;
1677         }
1678         rcu_read_unlock();
1679
1680         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1681
1682         rcu_read_lock();
1683         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1684         if (ret < 0) {
1685                 rcu_read_unlock();
1686                 goto done;
1687         }
1688         rcu_read_unlock();
1689
1690         /*
1691          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1692          */
1693         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1694 done:
1695
1696         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1697                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1700         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1701                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1704         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1705                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1708
1709         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1710                 pr_info("Memory cgroup stats");
1711
1712                 rcu_read_lock();
1713                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1714                 if (!ret)
1715                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1716                 rcu_read_unlock();
1717                 pr_cont(":");
1718
1719                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1720                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1721                                 continue;
1722                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1723                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1724                 }
1725
1726                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1727                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1728                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1729
1730                 pr_cont("\n");
1731         }
1732 }
1733
1734 /*
1735  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1736  * 1(self count) if no children.
1737  */
1738 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1739 {
1740         int num = 0;
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1744                 num++;
1745         return num;
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1750  */
1751 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1752 {
1753         u64 limit;
1754
1755         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1756
1757         /*
1758          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1759          */
1760         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1761                 u64 memsw;
1762
1763                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1764                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1765
1766                 /*
1767                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1768                  * available to this memcg, return that limit.
1769                  */
1770                 limit = min(limit, memsw);
1771         }
1772
1773         return limit;
1774 }
1775
1776 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1777                                      int order)
1778 {
1779         struct mem_cgroup *iter;
1780         unsigned long chosen_points = 0;
1781         unsigned long totalpages;
1782         unsigned int points = 0;
1783         struct task_struct *chosen = NULL;
1784
1785         /*
1786          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1787          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1788          * quickly exit and free its memory.
1789          */
1790         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1791                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1792                 return;
1793         }
1794
1795         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1796         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1797         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1798                 struct css_task_iter it;
1799                 struct task_struct *task;
1800
1801                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1802                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1803                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1804                                                         false)) {
1805                         case OOM_SCAN_SELECT:
1806                                 if (chosen)
1807                                         put_task_struct(chosen);
1808                                 chosen = task;
1809                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1810                                 get_task_struct(chosen);
1811                                 /* fall through */
1812                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1813                                 continue;
1814                         case OOM_SCAN_ABORT:
1815                                 css_task_iter_end(&it);
1816                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1817                                 if (chosen)
1818                                         put_task_struct(chosen);
1819                                 return;
1820                         case OOM_SCAN_OK:
1821                                 break;
1822                         };
1823                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1824                         if (points > chosen_points) {
1825                                 if (chosen)
1826                                         put_task_struct(chosen);
1827                                 chosen = task;
1828                                 chosen_points = points;
1829                                 get_task_struct(chosen);
1830                         }
1831                 }
1832                 css_task_iter_end(&it);
1833         }
1834
1835         if (!chosen)
1836                 return;
1837         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1838         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1839                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1840 }
1841
1842 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1843                                         gfp_t gfp_mask,
1844                                         unsigned long flags)
1845 {
1846         unsigned long total = 0;
1847         bool noswap = false;
1848         int loop;
1849
1850         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1851                 noswap = true;
1852         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1853                 noswap = true;
1854
1855         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1856                 if (loop)
1857                         drain_all_stock_async(memcg);
1858                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1859                 /*
1860                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1861                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1862                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1863                  */
1864                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1865                         break;
1866                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1867                         break;
1868                 /*
1869                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1870                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1871                  */
1872                 if (loop && !total)
1873                         break;
1874         }
1875         return total;
1876 }
1877
1878 /**
1879  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1880  * @memcg: the target memcg
1881  * @nid: the node ID to be checked.
1882  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1883  *
1884  * This function returns whether the specified memcg contains any
1885  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1886  * pages in the node.
1887  */
1888 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1889                 int nid, bool noswap)
1890 {
1891         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1892                 return true;
1893         if (noswap || !total_swap_pages)
1894                 return false;
1895         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1896                 return true;
1897         return false;
1898
1899 }
1900 #if MAX_NUMNODES > 1
1901
1902 /*
1903  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1904  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1905  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1906  *
1907  */
1908 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1909 {
1910         int nid;
1911         /*
1912          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1913          * pagein/pageout changes since the last update.
1914          */
1915         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1916                 return;
1917         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1918                 return;
1919
1920         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1921         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1922
1923         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1924
1925                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1926                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1927         }
1928
1929         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1930         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1935  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1936  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1937  *
1938  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1939  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1940  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1941  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1942  *
1943  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1944  */
1945 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1946 {
1947         int node;
1948
1949         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1950         node = memcg->last_scanned_node;
1951
1952         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1953         if (node == MAX_NUMNODES)
1954                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1955         /*
1956          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1957          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1958          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1959          * we use curret node.
1960          */
1961         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1962                 node = numa_node_id();
1963
1964         memcg->last_scanned_node = node;
1965         return node;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1970  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1971  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1972  * enough new information. We need to do double check.
1973  */
1974 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1975 {
1976         int nid;
1977
1978         /*
1979          * quick check...making use of scan_node.
1980          * We can skip unused nodes.
1981          */
1982         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1983                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1984                      nid < MAX_NUMNODES;
1985                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1986
1987                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1988                                 return true;
1989                 }
1990         }
1991         /*
1992          * Check rest of nodes.
1993          */
1994         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1995                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1996                         continue;
1997                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1998                         return true;
1999         }
2000         return false;
2001 }
2002
2003 #else
2004 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2005 {
2006         return 0;
2007 }
2008
2009 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2010 {
2011         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2012 }
2013 #endif
2014
2015 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2016                                    struct zone *zone,
2017                                    gfp_t gfp_mask,
2018                                    unsigned long *total_scanned)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2021         int total = 0;
2022         int loop = 0;
2023         unsigned long excess;
2024         unsigned long nr_scanned;
2025         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2026                 .zone = zone,
2027                 .priority = 0,
2028         };
2029
2030         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2031
2032         while (1) {
2033                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2034                 if (!victim) {
2035                         loop++;
2036                         if (loop >= 2) {
2037                                 /*
2038                                  * If we have not been able to reclaim
2039                                  * anything, it might because there are
2040                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2041                                  */
2042                                 if (!total)
2043                                         break;
2044                                 /*
2045                                  * We want to do more targeted reclaim.
2046                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2047                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2048                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2049                                  */
2050                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2051                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2052                                         break;
2053                         }
2054                         continue;
2055                 }
2056                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2057                         continue;
2058                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2059                                                      zone, &nr_scanned);
2060                 *total_scanned += nr_scanned;
2061                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2062                         break;
2063         }
2064         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2065         return total;
2066 }
2067
2068 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2069 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2070         .name = "memcg_oom_lock",
2071 };
2072 #endif
2073
2074 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2075
2076 /*
2077  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2078  * If someone is running, return false.
2079  */
2080 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2081 {
2082         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2083
2084         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2085
2086         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2087                 if (iter->oom_lock) {
2088                         /*
2089                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2090                          * so we cannot give a lock.
2091                          */
2092                         failed = iter;
2093                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2094                         break;
2095                 } else
2096                         iter->oom_lock = true;
2097         }
2098
2099         if (failed) {
2100                 /*
2101                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2102                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2103                  */
2104                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2105                         if (iter == failed) {
2106                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2107                                 break;
2108                         }
2109                         iter->oom_lock = false;
2110                 }
2111         } else
2112                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2113
2114         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2115
2116         return !failed;
2117 }
2118
2119 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2120 {
2121         struct mem_cgroup *iter;
2122
2123         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2124         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2125         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2126                 iter->oom_lock = false;
2127         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2128 }
2129
2130 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2131 {
2132         struct mem_cgroup *iter;
2133
2134         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2135                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2136 }
2137
2138 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2139 {
2140         struct mem_cgroup *iter;
2141
2142         /*
2143          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2144          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2145          * atomic_add_unless() here.
2146          */
2147         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2148                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2149 }
2150
2151 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2152
2153 struct oom_wait_info {
2154         struct mem_cgroup *memcg;
2155         wait_queue_t    wait;
2156 };
2157
2158 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2159         unsigned mode, int sync, void *arg)
2160 {
2161         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2162         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2163         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2164
2165         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2166         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2167
2168         /*
2169          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2170          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2171          */
2172         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2173                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2174                 return 0;
2175         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2176 }
2177
2178 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2179 {
2180         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2181         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2182         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2183 }
2184
2185 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2186 {
2187         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2188                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2189 }
2190
2191 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2192 {
2193         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2194                 return;
2195         /*
2196          * We are in the middle of the charge context here, so we
2197          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2198          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2199          *
2200          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2201          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2202          * invocation might not even be necessary.
2203          *
2204          * That's why we don't do anything here except remember the
2205          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2206          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2207          * and when we know whether the fault was overall successful.
2208          */
2209         css_get(&memcg->css);
2210         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2211         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2212         current->memcg_oom.order = order;
2213 }
2214
2215 /**
2216  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2217  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2218  *
2219  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2220  * handler was enabled.
2221  *
2222  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2223  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2224  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2225  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2226  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2227  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2228  *
2229  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2230  * completed, %false otherwise.
2231  */
2232 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2233 {
2234         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2235         struct oom_wait_info owait;
2236         bool locked;
2237
2238         /* OOM is global, do not handle */
2239         if (!memcg)
2240                 return false;
2241
2242         if (!handle)
2243                 goto cleanup;
2244
2245         owait.memcg = memcg;
2246         owait.wait.flags = 0;
2247         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2248         owait.wait.private = current;
2249         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2250
2251         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2252         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2253
2254         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2255
2256         if (locked)
2257                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2258
2259         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2260                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2261                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2262                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2263                                          current->memcg_oom.order);
2264         } else {
2265                 schedule();
2266                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2267                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2268         }
2269
2270         if (locked) {
2271                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2272                 /*
2273                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2274                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2275                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2276                  */
2277                 memcg_oom_recover(memcg);
2278         }
2279 cleanup:
2280         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2281         css_put(&memcg->css);
2282         return true;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2287  * generalized to update other statistics as well.
2288  *
2289  * Notes: Race condition
2290  *
2291  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2292  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2293  * to do so _always_.
2294  *
2295  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2296  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2297  * are no race with "charge".
2298  *
2299  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2300  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2301  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2302  * by flags.
2303  *
2304  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2305  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2306  * If there is, we take a lock.
2307  */
2308
2309 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2310                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2311 {
2312         struct mem_cgroup *memcg;
2313         struct page_cgroup *pc;
2314
2315         pc = lookup_page_cgroup(page);
2316 again:
2317         memcg = pc->mem_cgroup;
2318         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2319                 return;
2320         /*
2321          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2322          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2323          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2324          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2325          */
2326         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2327                 return;
2328
2329         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2330         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2331                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2332                 goto again;
2333         }
2334         *locked = true;
2335 }
2336
2337 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2338 {
2339         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2340
2341         /*
2342          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2343          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2344          * should take move_lock_mem_cgroup().
2345          */
2346         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2347 }
2348
2349 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2350                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2351 {
2352         struct mem_cgroup *memcg;
2353         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2354         unsigned long uninitialized_var(flags);
2355
2356         if (mem_cgroup_disabled())
2357                 return;
2358
2359         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2360         memcg = pc->mem_cgroup;
2361         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2362                 return;
2363
2364         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2369  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2370  */
2371 #define CHARGE_BATCH    32U
2372 struct memcg_stock_pcp {
2373         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2374         unsigned int nr_pages;
2375         struct work_struct work;
2376         unsigned long flags;
2377 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2378 };
2379 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2380 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2381
2382 /**
2383  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2384  * @memcg: memcg to consume from.
2385  * @nr_pages: how many pages to charge.
2386  *
2387  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2388  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2389  * service an allocation will refill the stock.
2390  *
2391  * returns true if successful, false otherwise.
2392  */
2393 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2394 {
2395         struct memcg_stock_pcp *stock;
2396         bool ret = true;
2397
2398         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2399                 return false;
2400
2401         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2402         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2403                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2404         else /* need to call res_counter_charge */
2405                 ret = false;
2406         put_cpu_var(memcg_stock);
2407         return ret;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2412  */
2413 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2414 {
2415         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2416
2417         if (stock->nr_pages) {
2418                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2419
2420                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2421                 if (do_swap_account)
2422                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2423                 stock->nr_pages = 0;
2424         }
2425         stock->cached = NULL;
2426 }
2427
2428 /*
2429  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2430  * a thread which is pinned to local cpu.
2431  */
2432 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2433 {
2434         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2435         drain_stock(stock);
2436         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2437 }
2438
2439 static void __init memcg_stock_init(void)
2440 {
2441         int cpu;
2442
2443         for_each_possible_cpu(cpu) {
2444                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2445                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2446                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2447         }
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2452  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2453  */
2454 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2455 {
2456         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2457
2458         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2459                 drain_stock(stock);
2460                 stock->cached = memcg;
2461         }
2462         stock->nr_pages += nr_pages;
2463         put_cpu_var(memcg_stock);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2468  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2469  * until the work is done.
2470  */
2471 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2472 {
2473         int cpu, curcpu;
2474
2475         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2476         get_online_cpus();
2477         curcpu = get_cpu();
2478         for_each_online_cpu(cpu) {
2479                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2480                 struct mem_cgroup *memcg;
2481
2482                 memcg = stock->cached;
2483                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2484                         continue;
2485                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2486                         continue;
2487                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2488                         if (cpu == curcpu)
2489                                 drain_local_stock(&stock->work);
2490                         else
2491                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2492                 }
2493         }
2494         put_cpu();
2495
2496         if (!sync)
2497                 goto out;
2498
2499         for_each_online_cpu(cpu) {
2500                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2501                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2502                         flush_work(&stock->work);
2503         }
2504 out:
2505         put_online_cpus();
2506 }
2507
2508 /*
2509  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2510  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2511  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2512  * it.
2513  */
2514 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2515 {
2516         /*
2517          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2518          */
2519         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2520                 return;
2521         drain_all_stock(root_memcg, false);
2522         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2523 }
2524
2525 /* This is a synchronous drain interface. */
2526 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2527 {
2528         /* called when force_empty is called */
2529         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2530         drain_all_stock(root_memcg, true);
2531         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2532 }
2533
2534 /*
2535  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2536  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2537  */
2538 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2539 {
2540         int i;
2541
2542         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2543         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2544                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2545
2546                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2547                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2548         }
2549         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2550                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2551
2552                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2553                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2554         }
2555         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2556 }
2557
2558 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2559                                         unsigned long action,
2560                                         void *hcpu)
2561 {
2562         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2563         struct memcg_stock_pcp *stock;
2564         struct mem_cgroup *iter;
2565
2566         if (action == CPU_ONLINE)
2567                 return NOTIFY_OK;
2568
2569         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2570                 return NOTIFY_OK;
2571
2572         for_each_mem_cgroup(iter)
2573                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2574
2575         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2576         drain_stock(stock);
2577         return NOTIFY_OK;
2578 }
2579
2580
2581 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2582 enum {
2583         CHARGE_OK,              /* success */
2584         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2585         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2586         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2587 };
2588
2589 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2590                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2591                                 bool invoke_oom)
2592 {
2593         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2594         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2595         struct res_counter *fail_res;
2596         unsigned long flags = 0;
2597         int ret;
2598
2599         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2600
2601         if (likely(!ret)) {
2602                 if (!do_swap_account)
2603                         return CHARGE_OK;
2604                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2605                 if (likely(!ret))
2606                         return CHARGE_OK;
2607
2608                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2609                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2610                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2611         } else
2612                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2613         /*
2614          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2615          * single page instead.
2616          */
2617         if (nr_pages > min_pages)
2618                 return CHARGE_RETRY;
2619
2620         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2621                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2622
2623         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2624                 return CHARGE_NOMEM;
2625
2626         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2627         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2628                 return CHARGE_RETRY;
2629         /*
2630          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2631          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2632          * before killing the task.
2633          *
2634          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2635          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2636          * to regular pages anyway in case of failure.
2637          */
2638         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2639                 return CHARGE_RETRY;
2640
2641         /*
2642          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2643          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2644          */
2645         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2646                 return CHARGE_RETRY;
2647
2648         if (invoke_oom)
2649                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2650
2651         return CHARGE_NOMEM;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * __mem_cgroup_try_charge() does
2656  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2657  * 2. update res_counter
2658  * 3. call memory reclaim if necessary.
2659  *
2660  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2661  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2662  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2663  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2664  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2665  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2666  *
2667  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2668  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2669  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2670  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2671  *
2672  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2673  * the oom-killer can be invoked.
2674  */
2675 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2676                                    gfp_t gfp_mask,
2677                                    unsigned int nr_pages,
2678                                    struct mem_cgroup **ptr,
2679                                    bool oom)
2680 {
2681         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2682         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2683         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2684         int ret;
2685
2686         /*
2687          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2688          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2689          * MEMDIE process.
2690          */
2691         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2692                      || fatal_signal_pending(current)))
2693                 goto bypass;
2694
2695         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2696                 goto bypass;
2697
2698         /*
2699          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2700          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2701          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2702          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2703          */
2704         if (!*ptr && !mm)
2705                 *ptr = root_mem_cgroup;
2706 again:
2707         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2708                 memcg = *ptr;
2709                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2710                         goto done;
2711                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2712                         goto done;
2713                 css_get(&memcg->css);
2714         } else {
2715                 struct task_struct *p;
2716
2717                 rcu_read_lock();
2718                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2719                 /*
2720                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2721                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2722                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2723                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2724                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2725                  * small race, here.
2726                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2727                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2728                  */
2729                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2730                 if (!memcg)
2731                         memcg = root_mem_cgroup;
2732                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2733                         rcu_read_unlock();
2734                         goto done;
2735                 }
2736                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2737                         /*
2738                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2739                          * But considering how consume_stok works, it's not
2740                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2741                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2742                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2743                          * calling consume_stock().
2744                          */
2745                         rcu_read_unlock();
2746                         goto done;
2747                 }
2748                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2749                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2750                         rcu_read_unlock();
2751                         goto again;
2752                 }
2753                 rcu_read_unlock();
2754         }
2755
2756         do {
2757                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2758
2759                 /* If killed, bypass charge */
2760                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2761                         css_put(&memcg->css);
2762                         goto bypass;
2763                 }
2764
2765                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2766                                            nr_pages, invoke_oom);
2767                 switch (ret) {
2768                 case CHARGE_OK:
2769                         break;
2770                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2771                         batch = nr_pages;
2772                         css_put(&memcg->css);
2773                         memcg = NULL;
2774                         goto again;
2775                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2776                         css_put(&memcg->css);
2777                         goto nomem;
2778                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2779                         if (!oom || invoke_oom) {
2780                                 css_put(&memcg->css);
2781                                 goto nomem;
2782                         }
2783                         nr_oom_retries--;
2784                         break;
2785                 }
2786         } while (ret != CHARGE_OK);
2787
2788         if (batch > nr_pages)
2789                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2790         css_put(&memcg->css);
2791 done:
2792         *ptr = memcg;
2793         return 0;
2794 nomem:
2795         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2796                 *ptr = NULL;
2797                 return -ENOMEM;
2798         }
2799 bypass:
2800         *ptr = root_mem_cgroup;
2801         return -EINTR;
2802 }
2803
2804 /*
2805  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2806  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2807  * gotten by try_charge().
2808  */
2809 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2810                                        unsigned int nr_pages)
2811 {
2812         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2813                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2814
2815                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2816                 if (do_swap_account)
2817                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2818         }
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2823  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2824  */
2825 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2826                                         unsigned int nr_pages)
2827 {
2828         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2829
2830         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2831                 return;
2832
2833         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2834         if (do_swap_account)
2835                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2836                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2837 }
2838
2839 /*
2840  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2841  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2842  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2843  * called against removed memcg.)
2844  */
2845 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2846 {
2847         /* ID 0 is unused ID */
2848         if (!id)
2849                 return NULL;
2850         return mem_cgroup_from_id(id);
2851 }
2852
2853 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2854 {
2855         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2856         struct page_cgroup *pc;
2857         unsigned short id;
2858         swp_entry_t ent;
2859
2860         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2861
2862         pc = lookup_page_cgroup(page);
2863         lock_page_cgroup(pc);
2864         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2865                 memcg = pc->mem_cgroup;
2866                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2867                         memcg = NULL;
2868         } else if (PageSwapCache(page)) {
2869                 ent.val = page_private(page);
2870                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2871                 rcu_read_lock();
2872                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2873                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2874                         memcg = NULL;
2875                 rcu_read_unlock();
2876         }
2877         unlock_page_cgroup(pc);
2878         return memcg;
2879 }
2880
2881 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2882                                        struct page *page,
2883                                        unsigned int nr_pages,
2884                                        enum charge_type ctype,
2885                                        bool lrucare)
2886 {
2887         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2888         struct zone *uninitialized_var(zone);
2889         struct lruvec *lruvec;
2890         bool was_on_lru = false;
2891         bool anon;
2892
2893         lock_page_cgroup(pc);
2894         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2895         /*
2896          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2897          * accessed by any other context at this point.
2898          */
2899
2900         /*
2901          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2902          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2903          */
2904         if (lrucare) {
2905                 zone = page_zone(page);
2906                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2907                 if (PageLRU(page)) {
2908                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2909                         ClearPageLRU(page);
2910                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2911                         was_on_lru = true;
2912                 }
2913         }
2914
2915         pc->mem_cgroup = memcg;
2916         /*
2917          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2918          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2919          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2920          * before USED bit, we need memory barrier here.
2921          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2922          */
2923         smp_wmb();
2924         SetPageCgroupUsed(pc);
2925
2926         if (lrucare) {
2927                 if (was_on_lru) {
2928                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2929                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2930                         SetPageLRU(page);
2931                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2932                 }
2933                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2934         }
2935
2936         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2937                 anon = true;
2938         else
2939                 anon = false;
2940
2941         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2942         unlock_page_cgroup(pc);
2943
2944         /*
2945          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2946          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2947          * if they exceeds softlimit.
2948          */
2949         memcg_check_events(memcg, page);
2950 }
2951
2952 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2953
2954 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2955 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2956 {
2957         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2958                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2959 }
2960
2961 /*
2962  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2963  * in the memcg_cache_params struct.
2964  */
2965 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2966 {
2967         struct kmem_cache *cachep;
2968
2969         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2970         cachep = p->root_cache;
2971         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2972 }
2973
2974 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2975 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2976                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2979         struct memcg_cache_params *params;
2980
2981         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2982                 return -EIO;
2983
2984         print_slabinfo_header(m);
2985
2986         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2987         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2988                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2989         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2990
2991         return 0;
2992 }
2993 #endif
2994
2995 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2996 {
2997         struct res_counter *fail_res;
2998         struct mem_cgroup *_memcg;
2999         int ret = 0;
3000         bool may_oom;
3001
3002         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3003         if (ret)
3004                 return ret;
3005
3006         /*
3007          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
3008          * the same conditions tested by the core page allocator
3009          */
3010         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3011
3012         _memcg = memcg;
3013         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3014                                       &_memcg, may_oom);
3015
3016         if (ret == -EINTR)  {
3017                 /*
3018                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3019                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3020                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3021                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3022                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3023                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3024                  * our minds.
3025                  *
3026                  * This condition will only trigger if the task entered
3027                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3028                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3029                  * dying when the allocation triggers should have been already
3030                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3031                  */
3032                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3033                 if (do_swap_account)
3034                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3035                                                   &fail_res);
3036                 ret = 0;
3037         } else if (ret)
3038                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3039
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3044 {
3045         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3046         if (do_swap_account)
3047                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3048
3049         /* Not down to 0 */
3050         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3051                 return;
3052
3053         /*
3054          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3055          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3056          * outliving the memcg existence.
3057          *
3058          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3059          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3060          */
3061         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3062                 css_put(&memcg->css);
3063 }
3064
3065 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3066 {
3067         if (!memcg)
3068                 return;
3069
3070         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3071         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3072         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3073 }
3074
3075 /*
3076  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3077  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3078  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3079  */
3080 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3081 {
3082         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3083 }
3084
3085 /*
3086  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3087  * operation, because that is its main call site.
3088  *
3089  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3090  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3091  */
3092 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3093 {
3094         int num, ret;
3095
3096         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3097                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3098         if (num < 0)
3099                 return num;
3100         /*
3101          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3102          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3103          * guarantees only one process will set the following boolean
3104          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3105          * by the set_limit_mutex anyway.
3106          */
3107         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3108
3109         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3110         if (ret) {
3111                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3112                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3113                 return ret;
3114         }
3115
3116         memcg->kmemcg_id = num;
3117         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3118         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3119         return 0;
3120 }
3121
3122 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3123 {
3124         ssize_t size;
3125         if (num_groups <= 0)
3126                 return 0;
3127
3128         size = 2 * num_groups;
3129         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3130                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3131         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3132                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3133
3134         return size;
3135 }
3136
3137 /*
3138  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3139  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3140  * calling this.
3141  */
3142 void memcg_update_array_size(int num)
3143 {
3144         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3145                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3146 }
3147
3148 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3149
3150 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3151 {
3152         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3153
3154         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3155
3156         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3157                 int i;
3158                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3159
3160                 size *= sizeof(void *);
3161                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3162
3163                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3164                 if (!s->memcg_params) {
3165                         s->memcg_params = cur_params;
3166                         return -ENOMEM;
3167                 }
3168
3169                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3170
3171                 /*
3172                  * There is the chance it will be bigger than
3173                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3174                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3175                  * have a bigger array.
3176                  *
3177                  * But if that is the case, the data after
3178                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3179                  */
3180                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3181                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3182                                 continue;
3183                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3184                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3185                 }
3186
3187                 /*
3188                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3189                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3190                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3191                  *
3192                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3193                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3194                  * anyway.
3195                  */
3196                 kfree(cur_params);
3197         }
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3202                          struct kmem_cache *root_cache)
3203 {
3204         size_t size;
3205
3206         if (!memcg_kmem_enabled())
3207                 return 0;
3208
3209         if (!memcg) {
3210                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3211                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3212         } else
3213                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3214
3215         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3216         if (!s->memcg_params)
3217                 return -ENOMEM;
3218
3219         if (memcg) {
3220                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3221                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3222                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3223                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3224         } else
3225                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3226
3227         return 0;
3228 }
3229
3230 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3231 {
3232         struct kmem_cache *root;
3233         struct mem_cgroup *memcg;
3234         int id;
3235
3236         /*
3237          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3238          * add any memcg.
3239          */
3240         if (!s->memcg_params)
3241                 return;
3242
3243         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3244                 goto out;
3245
3246         memcg = s->memcg_params->memcg;
3247         id  = memcg_cache_id(memcg);
3248
3249         root = s->memcg_params->root_cache;
3250         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3251
3252         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3253         list_del(&s->memcg_params->list);
3254         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3255
3256         css_put(&memcg->css);
3257 out:
3258         kfree(s->memcg_params);
3259 }
3260
3261 /*
3262  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3263  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3264  * enqueing new caches to be created.
3265  *
3266  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3267  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3268  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3269  * objects during debug.
3270  *
3271  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3272  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3273  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3274  * cache again, failing at the same point.
3275  *
3276  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3277  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3278  * inside the following two functions.
3279  */
3280 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3281 {
3282         VM_BUG_ON(!current->mm);
3283         current->memcg_kmem_skip_account++;
3284 }
3285
3286 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3287 {
3288         VM_BUG_ON(!current->mm);
3289         current->memcg_kmem_skip_account--;
3290 }
3291
3292 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3293 {
3294         struct kmem_cache *cachep;
3295         struct memcg_cache_params *p;
3296
3297         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3298
3299         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3300
3301         /*
3302          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3303          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3304          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3305          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3306          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3307          *
3308          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3309          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3310          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3311          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3312          * destroy it.
3313          *
3314          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3315          * again
3316          */
3317         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3318                 kmem_cache_shrink(cachep);
3319                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3320                         return;
3321         } else
3322                 kmem_cache_destroy(cachep);
3323 }
3324
3325 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3326 {
3327         if (!cachep->memcg_params->dead)
3328                 return;
3329
3330         /*
3331          * There are many ways in which we can get here.
3332          *
3333          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3334          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3335          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3336          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3337          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3338          *
3339          * But we can also get here from the worker itself, if
3340          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3341          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3342          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3343          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3344          *
3345          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3346          * running if there is already work pending
3347          */
3348         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3349                 return;
3350         /*
3351          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3352          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3353          */
3354         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3355 }
3356
3357 /*
3358  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3359  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3360  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3361  *
3362  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3363  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3364  */
3365 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3366
3367 /*
3368  * Called with memcg_cache_mutex held
3369  */
3370 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3371                                          struct kmem_cache *s)
3372 {
3373         struct kmem_cache *new;
3374         static char *tmp_name = NULL;
3375
3376         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3377
3378         /*
3379          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3380          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3381          * This static temporary buffer is used to prevent from
3382          * pointless shortliving allocation.
3383          */
3384         if (!tmp_name) {
3385                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3386                 if (!tmp_name)
3387                         return NULL;
3388         }
3389
3390         rcu_read_lock();
3391         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3392                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3393         rcu_read_unlock();
3394
3395         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3396                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3397
3398         if (new)
3399                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3400
3401         return new;
3402 }
3403
3404 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3405                                                   struct kmem_cache *cachep)
3406 {
3407         struct kmem_cache *new_cachep;
3408         int idx;
3409
3410         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3411
3412         idx = memcg_cache_id(memcg);
3413
3414         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3415         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3416         if (new_cachep) {
3417                 css_put(&memcg->css);
3418                 goto out;
3419         }
3420
3421         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3422         if (new_cachep == NULL) {
3423                 new_cachep = cachep;
3424                 css_put(&memcg->css);
3425                 goto out;
3426         }
3427
3428         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3429
3430         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3431         /*
3432          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3433          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3434          */
3435         wmb();
3436 out:
3437         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3438         return new_cachep;
3439 }
3440
3441 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3442 {
3443         struct kmem_cache *c;
3444         int i;
3445
3446         if (!s->memcg_params)
3447                 return;
3448         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3449                 return;
3450
3451         /*
3452          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3453          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3454          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3455          *
3456          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3457          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3458          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3459          */
3460         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3461         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3462                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3463                 if (!c)
3464                         continue;
3465
3466                 /*
3467                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3468                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3469                  * proceed with destruction ourselves.
3470                  *
3471                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3472                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3473                  * the cache still have active pages until this very moment.
3474                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3475                  *
3476                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3477                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3478                  */
3479                 c->memcg_params->dead = false;
3480                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3481                 kmem_cache_destroy(c);
3482         }
3483         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3484 }
3485
3486 struct create_work {
3487         struct mem_cgroup *memcg;
3488         struct kmem_cache *cachep;
3489         struct work_struct work;
3490 };
3491
3492 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3493 {
3494         struct kmem_cache *cachep;
3495         struct memcg_cache_params *params;
3496
3497         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3498                 return;
3499
3500         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3501         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3502                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3503                 cachep->memcg_params->dead = true;
3504                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3505         }
3506         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3507 }
3508
3509 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3510 {
3511         struct create_work *cw;
3512
3513         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3514         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3515         kfree(cw);
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3520  */
3521 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3522                                          struct kmem_cache *cachep)
3523 {
3524         struct create_work *cw;
3525
3526         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3527         if (cw == NULL) {
3528                 css_put(&memcg->css);
3529                 return;
3530         }
3531
3532         cw->memcg = memcg;
3533         cw->cachep = cachep;
3534
3535         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3536         schedule_work(&cw->work);
3537 }
3538
3539 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3540                                        struct kmem_cache *cachep)
3541 {
3542         /*
3543          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3544          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3545          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3546          *
3547          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3548          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3549          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3550          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3551          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3552          */
3553         memcg_stop_kmem_account();
3554         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3555         memcg_resume_kmem_account();
3556 }
3557 /*
3558  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3559  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3560  *
3561  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3562  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3563  * in a workqueue.
3564  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3565  * the original cache.
3566  *
3567  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3568  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3569  */
3570 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3571                                           gfp_t gfp)
3572 {
3573         struct mem_cgroup *memcg;
3574         int idx;
3575
3576         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3577         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3578
3579         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3580                 return cachep;
3581
3582         rcu_read_lock();
3583         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3584
3585         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3586                 goto out;
3587
3588         idx = memcg_cache_id(memcg);
3589
3590         /*
3591          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3592          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3593          */
3594         read_barrier_depends();
3595         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3596                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3597                 goto out;
3598         }
3599
3600         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3601         if (!css_tryget(&memcg->css))
3602                 goto out;
3603         rcu_read_unlock();
3604
3605         /*
3606          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3607          * context), we could be be predictable and return right away.
3608          * This would guarantee that the allocation being performed
3609          * already belongs in the new cache.
3610          *
3611          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3612          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3613          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3614          * with the slab_mutex held.
3615          *
3616          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3617          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3618          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3619          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3620          * better to defer everything.
3621          */
3622         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3623         return cachep;
3624 out:
3625         rcu_read_unlock();
3626         return cachep;
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3629
3630 /*
3631  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3632  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3633  * need a further commit step to do the final arrangements.
3634  *
3635  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3636  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3637  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3638  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3639  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3640  * the compiled-out case as well.
3641  *
3642  * Returning true means the allocation is possible.
3643  */
3644 bool
3645 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3646 {
3647         struct mem_cgroup *memcg;
3648         int ret;
3649
3650         *_memcg = NULL;
3651
3652         /*
3653          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3654          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3655          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3656          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3657          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3658          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3659          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3660          *
3661          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3662          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3663          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3664          * the SLUB allocator:
3665          *
3666          *      memcg_stop_kmem_account();
3667          *      kmalloc(<large_number>)
3668          *      memcg_resume_kmem_account();
3669          *
3670          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3671          * since it will drive us directly to this function without passing
3672          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3673          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3674          * cache arrays. We bring this test here.
3675          */
3676         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3677                 return true;
3678
3679         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3680
3681         /*
3682          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3683          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3684          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3685          */
3686         if (unlikely(!memcg))
3687                 return true;
3688
3689         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3690                 css_put(&memcg->css);
3691                 return true;
3692         }
3693
3694         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3695         if (!ret)
3696                 *_memcg = memcg;
3697
3698         css_put(&memcg->css);
3699         return (ret == 0);
3700 }
3701
3702 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3703                               int order)
3704 {
3705         struct page_cgroup *pc;
3706
3707         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3708
3709         /* The page allocation failed. Revert */
3710         if (!page) {
3711                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3712                 return;
3713         }
3714
3715         pc = lookup_page_cgroup(page);
3716         lock_page_cgroup(pc);
3717         pc->mem_cgroup = memcg;
3718         SetPageCgroupUsed(pc);
3719         unlock_page_cgroup(pc);
3720 }
3721
3722 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3723 {
3724         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3725         struct page_cgroup *pc;
3726
3727
3728         pc = lookup_page_cgroup(page);
3729         /*
3730          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3731          * check again after locking.
3732          */
3733         if (!PageCgroupUsed(pc))
3734                 return;
3735
3736         lock_page_cgroup(pc);
3737         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3738                 memcg = pc->mem_cgroup;
3739                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3740         }
3741         unlock_page_cgroup(pc);
3742
3743         /*
3744          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3745          * is a valid allocation
3746          */
3747         if (!memcg)
3748                 return;
3749
3750         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3751         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3752 }
3753 #else
3754 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3755 {
3756 }
3757 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3758
3759 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3760
3761 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3762 /*
3763  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3764  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3765  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3766  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3767  */
3768 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3769 {
3770         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3771         struct page_cgroup *pc;
3772         struct mem_cgroup *memcg;
3773         int i;
3774
3775         if (mem_cgroup_disabled())
3776                 return;
3777
3778         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3779         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3780                 pc = head_pc + i;
3781                 pc->mem_cgroup = memcg;
3782                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3783                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3784         }
3785         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3786                        HPAGE_PMD_NR);
3787 }
3788 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3789
3790 static inline
3791 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3792                                         struct mem_cgroup *to,
3793                                         unsigned int nr_pages,
3794                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3795 {
3796         /* Update stat data for mem_cgroup */
3797         preempt_disable();
3798         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3799         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3800         preempt_enable();
3801 }
3802
3803 /**
3804  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3805  * @page: the page
3806  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3807  * @pc: page_cgroup of the page.
3808  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3809  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3810  *
3811  * The caller must confirm following.
3812  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3813  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3814  *
3815  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3816  * from old cgroup.
3817  */
3818 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3819                                    unsigned int nr_pages,
3820                                    struct page_cgroup *pc,
3821                                    struct mem_cgroup *from,
3822                                    struct mem_cgroup *to)
3823 {
3824         unsigned long flags;
3825         int ret;
3826         bool anon = PageAnon(page);
3827
3828         VM_BUG_ON(from == to);
3829         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3830         /*
3831          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3832          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3833          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3834          * hold it.
3835          */
3836         ret = -EBUSY;
3837         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3838                 goto out;
3839
3840         lock_page_cgroup(pc);
3841
3842         ret = -EINVAL;
3843         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3844                 goto unlock;
3845
3846         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3847
3848         if (!anon && page_mapped(page))
3849                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3850                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3851
3852         if (PageWriteback(page))
3853                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3854                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3855
3856         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3857
3858         /* caller should have done css_get */
3859         pc->mem_cgroup = to;
3860         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3861         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3862         ret = 0;
3863 unlock:
3864         unlock_page_cgroup(pc);
3865         /*
3866          * check events
3867          */
3868         memcg_check_events(to, page);
3869         memcg_check_events(from, page);
3870 out:
3871         return ret;
3872 }
3873
3874 /**
3875  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3876  * @page: the page to move
3877  * @pc: page_cgroup of the page
3878  * @child: page's cgroup
3879  *
3880  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3881  * parent (aka use_hierarchy==0).
3882  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3883  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3884  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3885  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3886  * on the next attempt and the call should be retried later.
3887  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3888  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3889  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3890  * LRU or vanish.
3891  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3892  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3893  * disappear in the next attempt.
3894  */
3895 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3896                                   struct page_cgroup *pc,
3897                                   struct mem_cgroup *child)
3898 {
3899         struct mem_cgroup *parent;
3900         unsigned int nr_pages;
3901         unsigned long uninitialized_var(flags);
3902         int ret;
3903
3904         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3905
3906         ret = -EBUSY;
3907         if (!get_page_unless_zero(page))
3908                 goto out;
3909         if (isolate_lru_page(page))
3910                 goto put;
3911
3912         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3913
3914         parent = parent_mem_cgroup(child);
3915         /*
3916          * If no parent, move charges to root cgroup.
3917          */
3918         if (!parent)
3919                 parent = root_mem_cgroup;
3920
3921         if (nr_pages > 1) {
3922                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3923                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3924         }
3925
3926         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3927                                 pc, child, parent);
3928         if (!ret)
3929                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3930
3931         if (nr_pages > 1)
3932                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3933         putback_lru_page(page);
3934 put:
3935         put_page(page);
3936 out:
3937         return ret;
3938 }
3939
3940 /*
3941  * Charge the memory controller for page usage.
3942  * Return
3943  * 0 if the charge was successful
3944  * < 0 if the cgroup is over its limit
3945  */
3946 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3947                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3948 {
3949         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3950         unsigned int nr_pages = 1;
3951         bool oom = true;
3952         int ret;
3953
3954         if (PageTransHuge(page)) {
3955                 nr_pages <<= compound_order(page);
3956                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3957                 /*
3958                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3959                  * fault handler will fall back to regular pages.
3960                  */
3961                 oom = false;
3962         }
3963
3964         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3965         if (ret == -ENOMEM)
3966                 return ret;
3967         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3968         return 0;
3969 }
3970
3971 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3972                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3973 {
3974         if (mem_cgroup_disabled())
3975                 return 0;
3976         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3977         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3978         VM_BUG_ON(!mm);
3979         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3980                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3981 }
3982
3983 /*
3984  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3985  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3986  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3987  * "commit()" or removed by "cancel()"
3988  */
3989 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3990                                           struct page *page,
3991                                           gfp_t mask,
3992                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3993 {
3994         struct mem_cgroup *memcg;
3995         struct page_cgroup *pc;
3996         int ret;
3997
3998         pc = lookup_page_cgroup(page);
3999         /*
4000          * Every swap fault against a single page tries to charge the
4001          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
4002          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
4003          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
4004          * in turn serializes uncharging.
4005          */
4006         if (PageCgroupUsed(pc))
4007                 return 0;
4008         if (!do_swap_account)
4009                 goto charge_cur_mm;
4010         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4011         if (!memcg)
4012                 goto charge_cur_mm;
4013         *memcgp = memcg;
4014         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4015         css_put(&memcg->css);
4016         if (ret == -EINTR)
4017                 ret = 0;
4018         return ret;
4019 charge_cur_mm:
4020         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4021         if (ret == -EINTR)
4022                 ret = 0;
4023         return ret;
4024 }
4025
4026 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4027                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4028 {
4029         *memcgp = NULL;
4030         if (mem_cgroup_disabled())
4031                 return 0;
4032         /*
4033          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4034          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4035          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4036          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4037          */
4038         if (!PageSwapCache(page)) {
4039                 int ret;
4040
4041                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4042                 if (ret == -EINTR)
4043                         ret = 0;
4044                 return ret;
4045         }
4046         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4047 }
4048
4049 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4050 {
4051         if (mem_cgroup_disabled())
4052                 return;
4053         if (!memcg)
4054                 return;
4055         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4056 }
4057
4058 static void
4059 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4060                                         enum charge_type ctype)
4061 {
4062         if (mem_cgroup_disabled())
4063                 return;
4064         if (!memcg)
4065                 return;
4066
4067         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4068         /*
4069          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4070          * counted both as mem and swap....double count.
4071          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4072          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4073          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4074          */
4075         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4076                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4077                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4078         }
4079 }
4080
4081 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4082                                      struct mem_cgroup *memcg)
4083 {
4084         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4085                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4086 }
4087
4088 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4089                                 gfp_t gfp_mask)
4090 {
4091         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4092         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4093         int ret;
4094
4095         if (mem_cgroup_disabled())
4096                 return 0;
4097         if (PageCompound(page))
4098                 return 0;
4099
4100         if (!PageSwapCache(page))
4101                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4102         else { /* page is swapcache/shmem */
4103                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4104                                                      gfp_mask, &memcg);
4105                 if (!ret)
4106                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4107         }
4108         return ret;
4109 }
4110
4111 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4112                                    unsigned int nr_pages,
4113                                    const enum charge_type ctype)
4114 {
4115         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4116         bool uncharge_memsw = true;
4117
4118         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4119         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4120                 uncharge_memsw = false;
4121
4122         batch = &current->memcg_batch;
4123         /*
4124          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4125          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4126          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4127          */
4128         if (!batch->memcg)
4129                 batch->memcg = memcg;
4130         /*
4131          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4132          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4133          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4134          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4135          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4136          */
4137
4138         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4139                 goto direct_uncharge;
4140
4141         if (nr_pages > 1)
4142                 goto direct_uncharge;
4143
4144         /*
4145          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4146          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4147          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4148          */
4149         if (batch->memcg != memcg)
4150                 goto direct_uncharge;
4151         /* remember freed charge and uncharge it later */
4152         batch->nr_pages++;
4153         if (uncharge_memsw)
4154                 batch->memsw_nr_pages++;
4155         return;
4156 direct_uncharge:
4157         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4158         if (uncharge_memsw)
4159                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4160         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4161                 memcg_oom_recover(memcg);
4162 }
4163
4164 /*
4165  * uncharge if !page_mapped(page)
4166  */
4167 static struct mem_cgroup *
4168 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4169                              bool end_migration)
4170 {
4171         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4172         unsigned int nr_pages = 1;
4173         struct page_cgroup *pc;
4174         bool anon;
4175
4176         if (mem_cgroup_disabled())
4177                 return NULL;
4178
4179         if (PageTransHuge(page)) {
4180                 nr_pages <<= compound_order(page);
4181                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4182         }
4183         /*
4184          * Check if our page_cgroup is valid
4185          */
4186         pc = lookup_page_cgroup(page);
4187         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4188                 return NULL;
4189
4190         lock_page_cgroup(pc);
4191
4192         memcg = pc->mem_cgroup;
4193
4194         if (!PageCgroupUsed(pc))
4195                 goto unlock_out;
4196
4197         anon = PageAnon(page);
4198
4199         switch (ctype) {
4200         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4201                 /*
4202                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4203                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4204                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4205                  */
4206                 anon = true;
4207                 /* fallthrough */
4208         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4209                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4210                 if (page_mapped(page))
4211                         goto unlock_out;
4212                 /*
4213                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4214                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4215                  * unused post-migration page and so it has to call
4216                  * here with the migration bit still set.  See the
4217                  * res_counter handling below.
4218                  */
4219                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4220                         goto unlock_out;
4221                 break;
4222         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4223                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4224                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4225                                 goto unlock_out;
4226                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4227                                 goto unlock_out;
4228                 break;
4229         default:
4230                 break;
4231         }
4232
4233         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4234
4235         ClearPageCgroupUsed(pc);
4236         /*
4237          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4238          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4239          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4240          * special functions.
4241          */
4242
4243         unlock_page_cgroup(pc);
4244         /*
4245          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4246          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4247          */
4248         memcg_check_events(memcg, page);
4249         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4250                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4251                 css_get(&memcg->css);
4252         }
4253         /*
4254          * Migration does not charge the res_counter for the
4255          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4256          * page that is unused after the migration.
4257          */
4258         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4259                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4260
4261         return memcg;
4262
4263 unlock_out:
4264         unlock_page_cgroup(pc);
4265         return NULL;
4266 }
4267
4268 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4269 {
4270         /* early check. */
4271         if (page_mapped(page))
4272                 return;
4273         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4274         /*
4275          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4276          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4277          * and handles memcg lifetime.
4278          *
4279          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4280          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4281          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4282          * 0, there won't be any page table references to the swap
4283          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4284          * page to disk.
4285          */
4286         if (PageSwapCache(page))
4287                 return;
4288         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4289 }
4290
4291 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4292 {
4293         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4294         VM_BUG_ON(page->mapping);
4295         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4296 }
4297
4298 /*
4299  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4300  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4301  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4302  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4303  * This may be called prural(2) times in a context,
4304  */
4305
4306 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4307 {
4308         current->memcg_batch.do_batch++;
4309         /* We can do nest. */
4310         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4311                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4312                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4313                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4314         }
4315 }
4316
4317 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4318 {
4319         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4320
4321         if (!batch->do_batch)
4322                 return;
4323
4324         batch->do_batch--;
4325         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4326                 return;
4327
4328         if (!batch->memcg)
4329                 return;
4330         /*
4331          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4332          * bacause we hide charges behind us.
4333          */
4334         if (batch->nr_pages)
4335                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4336                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4337         if (batch->memsw_nr_pages)
4338                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4339                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4340         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4341         /* forget this pointer (for sanity check) */
4342         batch->memcg = NULL;
4343 }
4344
4345 #ifdef CONFIG_SWAP
4346 /*
4347  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4348  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4349  */
4350 void
4351 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4352 {
4353         struct mem_cgroup *memcg;
4354         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4355
4356         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4357                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4358
4359         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4360
4361         /*
4362          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4363          * css_get() was called in uncharge().
4364          */
4365         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4366                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4367 }
4368 #endif
4369
4370 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4371 /*
4372  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4373  * uncharge "memsw" account.
4374  */
4375 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4376 {
4377         struct mem_cgroup *memcg;
4378         unsigned short id;
4379
4380         if (!do_swap_account)
4381                 return;
4382
4383         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4384         rcu_read_lock();
4385         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4386         if (memcg) {
4387                 /*
4388                  * We uncharge this because swap is freed.
4389                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4390                  */
4391                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4392                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4393                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4394                 css_put(&memcg->css);
4395         }
4396         rcu_read_unlock();
4397 }
4398
4399 /**
4400  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4401  * @entry: swap entry to be moved
4402  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4403  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4404  *
4405  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4406  * as the mem_cgroup's id of @from.
4407  *
4408  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4409  *
4410  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4411  * both res and memsw, and called css_get().
4412  */
4413 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4414                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4415 {
4416         unsigned short old_id, new_id;
4417
4418         old_id = mem_cgroup_id(from);
4419         new_id = mem_cgroup_id(to);
4420
4421         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4422                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4423                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4424                 /*
4425                  * This function is only called from task migration context now.
4426                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4427                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4428                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4429                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4430                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4431                  *
4432                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4433                  * alive, so we can just call css_get().
4434                  */
4435                 css_get(&to->css);
4436                 return 0;
4437         }
4438         return -EINVAL;
4439 }
4440 #else
4441 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4442                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4443 {
4444         return -EINVAL;
4445 }
4446 #endif
4447
4448 /*
4449  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4450  * page belongs to.
4451  */
4452 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4453                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4456         unsigned int nr_pages = 1;
4457         struct page_cgroup *pc;
4458         enum charge_type ctype;
4459
4460         *memcgp = NULL;
4461
4462         if (mem_cgroup_disabled())
4463                 return;
4464
4465         if (PageTransHuge(page))
4466                 nr_pages <<= compound_order(page);
4467
4468         pc = lookup_page_cgroup(page);
4469         lock_page_cgroup(pc);
4470         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4471                 memcg = pc->mem_cgroup;
4472                 css_get(&memcg->css);
4473                 /*
4474                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4475                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4476                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4477                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4478                  * until end_migration() is called
4479                  *
4480                  * Corner Case Thinking
4481                  * A)
4482                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4483                  * while migration was ongoing.
4484                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4485                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4486                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4487                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4488                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4489                  *
4490                  * B)
4491                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4492                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4493                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4494                  * without charging it again.
4495                  *
4496                  * C)
4497                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4498                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4499                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4500                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4501                  */
4502                 if (PageAnon(page))
4503                         SetPageCgroupMigration(pc);
4504         }
4505         unlock_page_cgroup(pc);
4506         /*
4507          * If the page is not charged at this point,
4508          * we return here.
4509          */
4510         if (!memcg)
4511                 return;
4512
4513         *memcgp = memcg;
4514         /*
4515          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4516          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4517          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4518          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4519          */
4520         if (PageAnon(page))
4521                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4522         else
4523                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4524         /*
4525          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4526          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4527          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4528          */
4529         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4530 }
4531
4532 /* remove redundant charge if migration failed*/
4533 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4534         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4535 {
4536         struct page *used, *unused;
4537         struct page_cgroup *pc;
4538         bool anon;
4539
4540         if (!memcg)
4541                 return;
4542
4543         if (!migration_ok) {
4544                 used = oldpage;
4545                 unused = newpage;
4546         } else {
4547                 used = newpage;
4548                 unused = oldpage;
4549         }
4550         anon = PageAnon(used);
4551         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4552                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4553                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4554                                      true);
4555         css_put(&memcg->css);
4556         /*
4557          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4558          * of the page goes down to zero, temporarly.
4559          * Clear the flag and check the page should be charged.
4560          */
4561         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4562         lock_page_cgroup(pc);
4563         ClearPageCgroupMigration(pc);
4564         unlock_page_cgroup(pc);
4565
4566         /*
4567          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4568          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4569          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4570          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4571          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4572          * check. (see prepare_charge() also)
4573          */
4574         if (anon)
4575                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4576 }
4577
4578 /*
4579  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4580  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4581  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4582  */
4583 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4584                                   struct page *newpage)
4585 {
4586         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4587         struct page_cgroup *pc;
4588         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4589
4590         if (mem_cgroup_disabled())
4591                 return;
4592
4593         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4594         /* fix accounting on old pages */
4595         lock_page_cgroup(pc);
4596         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4597                 memcg = pc->mem_cgroup;
4598                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4599                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4600         }
4601         unlock_page_cgroup(pc);
4602
4603         /*
4604          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4605          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4606          */
4607         if (!memcg)
4608                 return;
4609         /*
4610          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4611          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4612          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4613          */
4614         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4615 }
4616
4617 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4618 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4619 {
4620         struct page_cgroup *pc;
4621
4622         pc = lookup_page_cgroup(page);
4623         /*
4624          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4625          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4626          * or when mem_cgroup_disabled().
4627          */
4628         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4629                 return pc;
4630         return NULL;
4631 }
4632
4633 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4634 {
4635         if (mem_cgroup_disabled())
4636                 return false;
4637
4638         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4639 }
4640
4641 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4642 {
4643         struct page_cgroup *pc;
4644
4645         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4646         if (pc) {
4647                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4648                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4649         }
4650 }
4651 #endif
4652
4653 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4654                                 unsigned long long val)
4655 {
4656         int retry_count;
4657         u64 memswlimit, memlimit;
4658         int ret = 0;
4659         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4660         u64 curusage, oldusage;
4661         int enlarge;
4662
4663         /*
4664          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4665          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4666          * of # of children which we should visit in this loop.
4667          */
4668         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4669
4670         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4671
4672         enlarge = 0;
4673         while (retry_count) {
4674                 if (signal_pending(current)) {
4675                         ret = -EINTR;
4676                         break;
4677                 }
4678                 /*
4679                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4680                  * open coded manner. You see what this really does.
4681                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4682                  */
4683                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4684                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4685                 if (memswlimit < val) {
4686                         ret = -EINVAL;
4687                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4688                         break;
4689                 }
4690
4691                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4692                 if (memlimit < val)
4693                         enlarge = 1;
4694
4695                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4696                 if (!ret) {
4697                         if (memswlimit == val)
4698                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4699                         else
4700                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4701                 }
4702                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4703
4704                 if (!ret)
4705                         break;
4706
4707                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4708                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4709                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4710                 /* Usage is reduced ? */
4711                 if (curusage >= oldusage)
4712                         retry_count--;
4713                 else
4714                         oldusage = curusage;
4715         }
4716         if (!ret && enlarge)
4717                 memcg_oom_recover(memcg);
4718
4719         return ret;
4720 }
4721
4722 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4723                                         unsigned long long val)
4724 {
4725         int retry_count;
4726         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4727         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4728         int ret = -EBUSY;
4729         int enlarge = 0;
4730
4731         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4732         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4733         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4734         while (retry_count) {
4735                 if (signal_pending(current)) {
4736                         ret = -EINTR;
4737                         break;
4738                 }
4739                 /*
4740                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4741                  * open coded manner. You see what this really does.
4742                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4743                  */
4744                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4745                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4746                 if (memlimit > val) {
4747                         ret = -EINVAL;
4748                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4749                         break;
4750                 }
4751                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4752                 if (memswlimit < val)
4753                         enlarge = 1;
4754                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4755                 if (!ret) {
4756                         if (memlimit == val)
4757                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4758                         else
4759                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4760                 }
4761                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4762
4763                 if (!ret)
4764                         break;
4765
4766                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4767                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4768                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4769                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4770                 /* Usage is reduced ? */
4771                 if (curusage >= oldusage)
4772                         retry_count--;
4773                 else
4774                         oldusage = curusage;
4775         }
4776         if (!ret && enlarge)
4777                 memcg_oom_recover(memcg);
4778         return ret;
4779 }
4780
4781 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4782                                             gfp_t gfp_mask,
4783                                             unsigned long *total_scanned)
4784 {
4785         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4786         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4787         unsigned long reclaimed;
4788         int loop = 0;
4789         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4790         unsigned long long excess;
4791         unsigned long nr_scanned;
4792
4793         if (order > 0)
4794                 return 0;
4795
4796         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4797         /*
4798          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4799          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4800          * pressure
4801          */
4802         do {
4803                 if (next_mz)
4804                         mz = next_mz;
4805                 else
4806                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4807                 if (!mz)
4808                         break;
4809
4810                 nr_scanned = 0;
4811                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4812                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4813                 nr_reclaimed += reclaimed;
4814                 *total_scanned += nr_scanned;
4815                 spin_lock(&mctz->lock);
4816
4817                 /*
4818                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4819                  * it is time to move on to the next cgroup
4820                  */
4821                 next_mz = NULL;
4822                 if (!reclaimed) {
4823                         do {
4824                                 /*
4825                                  * Loop until we find yet another one.
4826                                  *
4827                                  * By the time we get the soft_limit lock
4828                                  * again, someone might have aded the
4829                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4830                                  * make sure we get a different mem.
4831                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4832                                  * NULL if no other cgroup is present on
4833                                  * the tree
4834                                  */
4835                                 next_mz =
4836                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4837                                 if (next_mz == mz)
4838                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4839                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4840                                         break;
4841                         } while (1);
4842                 }
4843                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4844                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4845                 /*
4846                  * One school of thought says that we should not add
4847                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4848                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4849                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4850                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4851                  * term TODO.
4852                  */
4853                 /* If excess == 0, no tree ops */
4854                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4855                 spin_unlock(&mctz->lock);
4856                 css_put(&mz->memcg->css);
4857                 loop++;
4858                 /*
4859                  * Could not reclaim anything and there are no more
4860                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4861                  * reclaiming anything.
4862                  */
4863                 if (!nr_reclaimed &&
4864                         (next_mz == NULL ||
4865                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4866                         break;
4867         } while (!nr_reclaimed);
4868         if (next_mz)
4869                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4870         return nr_reclaimed;
4871 }
4872
4873 /**
4874  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4875  * @memcg: group to clear
4876  * @node: NUMA node
4877  * @zid: zone id
4878  * @lru: lru to to clear
4879  *
4880  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4881  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4882  * group.
4883  */
4884 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4885                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4886 {
4887         struct lruvec *lruvec;
4888         unsigned long flags;
4889         struct list_head *list;
4890         struct page *busy;
4891         struct zone *zone;
4892
4893         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4894         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4895         list = &lruvec->lists[lru];
4896
4897         busy = NULL;
4898         do {
4899                 struct page_cgroup *pc;
4900                 struct page *page;
4901
4902                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4903                 if (list_empty(list)) {
4904                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4905                         break;
4906                 }
4907                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4908                 if (busy == page) {
4909                         list_move(&page->lru, list);
4910                         busy = NULL;
4911                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4912                         continue;
4913                 }
4914                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4915
4916                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4917
4918                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4919                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4920                         busy = page;
4921                         cond_resched();
4922                 } else
4923                         busy = NULL;
4924         } while (!list_empty(list));
4925 }
4926
4927 /*
4928  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4929  * all the charges and pages to the parent.
4930  * This enables deleting this mem_cgroup.
4931  *
4932  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4933  */
4934 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4935 {
4936         int node, zid;
4937         u64 usage;
4938
4939         do {
4940                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4941                 lru_add_drain_all();
4942                 drain_all_stock_sync(memcg);
4943                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4944                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4945                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4946                                 enum lru_list lru;
4947                                 for_each_lru(lru) {
4948                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4949                                                         node, zid, lru);
4950                                 }
4951                         }
4952                 }
4953                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4954                 memcg_oom_recover(memcg);
4955                 cond_resched();
4956
4957                 /*
4958                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4959                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4960                  * expect their value to drop to 0 here.
4961                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4962                  *
4963                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4964                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4965                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4966                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4967                  * charge before adding to the LRU.
4968                  */
4969                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4970                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4971         } while (usage > 0);
4972 }
4973
4974 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4975 {
4976         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4977         /*
4978          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4979          * of children, but it prevents a new child from being
4980          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4981          * enough to decide whether hierarchically inherited
4982          * attributes can still be changed or not.
4983          */
4984         return memcg->use_hierarchy &&
4985                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4986 }
4987
4988 /*
4989  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4990  * the rest to the parent.
4991  *
4992  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4993  */
4994 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4995 {
4996         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4997         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4998
4999         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5000         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5001                 return -EBUSY;
5002
5003         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5004         lru_add_drain_all();
5005         /* try to free all pages in this cgroup */
5006         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5007                 int progress;
5008
5009                 if (signal_pending(current))
5010                         return -EINTR;
5011
5012                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5013                                                 false);
5014                 if (!progress) {
5015                         nr_retries--;
5016                         /* maybe some writeback is necessary */
5017                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5018                 }
5019
5020         }
5021         lru_add_drain();
5022         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5023
5024         return 0;
5025 }
5026
5027 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5028                                         unsigned int event)
5029 {
5030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5031
5032         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5033                 return -EINVAL;
5034         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5035 }
5036
5037 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5038                                      struct cftype *cft)
5039 {
5040         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5041 }
5042
5043 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5044                                       struct cftype *cft, u64 val)
5045 {
5046         int retval = 0;
5047         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5048         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5049
5050         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5051
5052         if (memcg->use_hierarchy == val)
5053                 goto out;
5054
5055         /*
5056          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5057          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5058          * occur, provided the current cgroup has no children.
5059          *
5060          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5061          * set if there are no children.
5062          */
5063         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5064                                 (val == 1 || val == 0)) {
5065                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5066                         memcg->use_hierarchy = val;
5067                 else
5068                         retval = -EBUSY;
5069         } else
5070                 retval = -EINVAL;
5071
5072 out:
5073         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5074
5075         return retval;
5076 }
5077
5078
5079 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5080                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5081 {
5082         struct mem_cgroup *iter;
5083         long val = 0;
5084
5085         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5086         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5087                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5088
5089         if (val < 0) /* race ? */
5090                 val = 0;
5091         return val;
5092 }
5093
5094 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5095 {
5096         u64 val;
5097
5098         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5099                 if (!swap)
5100                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5101                 else
5102                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5103         }
5104
5105         /*
5106          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5107          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5108          */
5109         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5110         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5111
5112         if (swap)
5113                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5114
5115         return val << PAGE_SHIFT;
5116 }
5117
5118 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5119                                struct cftype *cft, struct file *file,
5120                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5121 {
5122         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5123         char str[64];
5124         u64 val;
5125         int name, len;
5126         enum res_type type;
5127
5128         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5129         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5130
5131         switch (type) {
5132         case _MEM:
5133                 if (name == RES_USAGE)
5134                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5135                 else
5136                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5137                 break;
5138         case _MEMSWAP:
5139                 if (name == RES_USAGE)
5140                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5141                 else
5142                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5143                 break;
5144         case _KMEM:
5145                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5146                 break;
5147         default:
5148                 BUG();
5149         }
5150
5151         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5152         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5153 }
5154
5155 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5156 {
5157         int ret = -EINVAL;
5158 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5160         /*
5161          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5162          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5163          * already joined.
5164          *
5165          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5166          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5167          * place, which makes the value quite meaningless.
5168          *
5169          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5170          * of course permitted.
5171          */
5172         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5173         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5174         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5175                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5176                         ret = -EBUSY;
5177                         goto out;
5178                 }
5179                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5180                 VM_BUG_ON(ret);
5181
5182                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5183                 if (ret) {
5184                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5185                         goto out;
5186                 }
5187                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5188                 /*
5189                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5190                  * starts accounting before all call sites are patched
5191                  */
5192                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5193         } else
5194                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5195 out:
5196         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5197         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5198 #endif
5199         return ret;
5200 }
5201
5202 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5203 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5204 {
5205         int ret = 0;
5206         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5207         if (!parent)
5208                 goto out;
5209
5210         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5211         /*
5212          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5213          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5214          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5215          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5216          * parents.
5217          *
5218          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5219          * that is accounted.
5220          */
5221         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5222                 goto out;
5223
5224         /*
5225          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5226          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5227          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5228          */
5229         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5230
5231         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5232         memcg_stop_kmem_account();
5233         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5234         memcg_resume_kmem_account();
5235         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5236 out:
5237         return ret;
5238 }
5239 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5240
5241 /*
5242  * The user of this function is...
5243  * RES_LIMIT.
5244  */
5245 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5246                             const char *buffer)
5247 {
5248         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5249         enum res_type type;
5250         int name;
5251         unsigned long long val;
5252         int ret;
5253
5254         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5255         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5256
5257         switch (name) {
5258         case RES_LIMIT:
5259                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5260                         ret = -EINVAL;
5261                         break;
5262                 }
5263                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5264                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5265                 if (ret)
5266                         break;
5267                 if (type == _MEM)
5268                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5269                 else if (type == _MEMSWAP)
5270                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5271                 else if (type == _KMEM)
5272                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5273                 else
5274                         return -EINVAL;
5275                 break;
5276         case RES_SOFT_LIMIT:
5277                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5278                 if (ret)
5279                         break;
5280                 /*
5281                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5282                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5283                  * control without swap
5284                  */
5285                 if (type == _MEM)
5286                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5287                 else
5288                         ret = -EINVAL;
5289                 break;
5290         default:
5291                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5292                 break;
5293         }
5294         return ret;
5295 }
5296
5297 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5298                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5299 {
5300         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5301
5302         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5303         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5304         if (!memcg->use_hierarchy)
5305                 goto out;
5306
5307         while (css_parent(&memcg->css)) {
5308                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5309                 if (!memcg->use_hierarchy)
5310                         break;
5311                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5312                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5313                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5314                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5315         }
5316 out:
5317         *mem_limit = min_limit;
5318         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5319 }
5320
5321 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5322 {
5323         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5324         int name;
5325         enum res_type type;
5326
5327         type = MEMFILE_TYPE(event);
5328         name = MEMFILE_ATTR(event);
5329
5330         switch (name) {
5331         case RES_MAX_USAGE:
5332                 if (type == _MEM)
5333                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5334                 else if (type == _MEMSWAP)
5335                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5336                 else if (type == _KMEM)
5337                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5338                 else
5339                         return -EINVAL;
5340                 break;
5341         case RES_FAILCNT:
5342                 if (type == _MEM)
5343                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5344                 else if (type == _MEMSWAP)
5345                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5346                 else if (type == _KMEM)
5347                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5348                 else
5349                         return -EINVAL;
5350                 break;
5351         }
5352
5353         return 0;
5354 }
5355
5356 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5357                                         struct cftype *cft)
5358 {
5359         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5360 }
5361
5362 #ifdef CONFIG_MMU
5363 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5364                                         struct cftype *cft, u64 val)
5365 {
5366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5367
5368         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5369                 return -EINVAL;
5370
5371         /*
5372          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5373          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5374          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5375          * affect task migrations starting after the change.
5376          */
5377         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5378         return 0;
5379 }
5380 #else
5381 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5382                                         struct cftype *cft, u64 val)
5383 {
5384         return -ENOSYS;
5385 }
5386 #endif
5387
5388 #ifdef CONFIG_NUMA
5389 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5390                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5391 {
5392         int nid;
5393         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5394         unsigned long node_nr;
5395         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5396
5397         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5398         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5399         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5400                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5401                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5402         }
5403         seq_putc(m, '\n');
5404
5405         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5406         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5407         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5408                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5409                                 LRU_ALL_FILE);
5410                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5411         }
5412         seq_putc(m, '\n');
5413
5414         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5415         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5416         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5417                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5418                                 LRU_ALL_ANON);
5419                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5420         }
5421         seq_putc(m, '\n');
5422
5423         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5424         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5425         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5426                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5427                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5428                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5429         }
5430         seq_putc(m, '\n');
5431         return 0;
5432 }
5433 #endif /* CONFIG_NUMA */
5434
5435 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5436 {
5437         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5438 }
5439
5440 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5441                                  struct seq_file *m)
5442 {
5443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5444         struct mem_cgroup *mi;
5445         unsigned int i;
5446
5447         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5448                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5449                         continue;
5450                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5451                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5452         }
5453
5454         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5455                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5456                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5457
5458         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5459                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5460                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5461
5462         /* Hierarchical information */
5463         {
5464                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5465                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5466                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5467                 if (do_swap_account)
5468                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5469                                    memsw_limit);
5470         }
5471
5472         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5473                 long long val = 0;
5474
5475                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5476                         continue;
5477                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5478                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5479                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5480         }
5481
5482         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5483                 unsigned long long val = 0;
5484
5485                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5486                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5487                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5488                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5489         }
5490
5491         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5492                 unsigned long long val = 0;
5493
5494                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5495                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5496                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5497         }
5498
5499 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5500         {
5501                 int nid, zid;
5502                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5503                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5504                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5505                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5506
5507                 for_each_online_node(nid)
5508                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5509                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5510                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5511
5512                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5513                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5514                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5515                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5516                         }
5517                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5518                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5519                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5520                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5521         }
5522 #endif
5523
5524         return 0;
5525 }
5526
5527 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5528                                       struct cftype *cft)
5529 {
5530         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5531
5532         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5533 }
5534
5535 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5536                                        struct cftype *cft, u64 val)
5537 {
5538         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5539         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5540
5541         if (val > 100 || !parent)
5542                 return -EINVAL;
5543
5544         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5545
5546         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5547         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5548                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5549                 return -EINVAL;
5550         }
5551
5552         memcg->swappiness = val;
5553
5554         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5555
5556         return 0;
5557 }
5558
5559 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5560 {
5561         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5562         u64 usage;
5563         int i;
5564
5565         rcu_read_lock();
5566         if (!swap)
5567                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5568         else
5569                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5570
5571         if (!t)
5572                 goto unlock;
5573
5574         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5575
5576         /*
5577          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5578          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5579          * call of __mem_cgroup_threshold().
5580          */
5581         i = t->current_threshold;
5582
5583         /*
5584          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5585          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5586          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5587          * only one element of the array here.
5588          */
5589         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5590                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5591
5592         /* i = current_threshold + 1 */
5593         i++;
5594
5595         /*
5596          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5597          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5598          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5599          * only one element of the array here.
5600          */
5601         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5602                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5603
5604         /* Update current_threshold */
5605         t->current_threshold = i - 1;
5606 unlock:
5607         rcu_read_unlock();
5608 }
5609
5610 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5611 {
5612         while (memcg) {
5613                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5614                 if (do_swap_account)
5615                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5616
5617                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5618         }
5619 }
5620
5621 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5622 {
5623         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5624         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5625
5626         if (_a->threshold > _b->threshold)
5627                 return 1;
5628
5629         if (_a->threshold < _b->threshold)
5630                 return -1;
5631
5632         return 0;
5633 }
5634
5635 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5636 {
5637         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5638
5639         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5640                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5641         return 0;
5642 }
5643
5644 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5645 {
5646         struct mem_cgroup *iter;
5647
5648         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5649                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5650 }
5651
5652 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5653         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5654 {
5655         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5656         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5657         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5658         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5659         u64 threshold, usage;
5660         int i, size, ret;
5661
5662         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5663         if (ret)
5664                 return ret;
5665
5666         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5667
5668         if (type == _MEM)
5669                 thresholds = &memcg->thresholds;
5670         else if (type == _MEMSWAP)
5671                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5672         else
5673                 BUG();
5674
5675         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5676
5677         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5678         if (thresholds->primary)
5679                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5680
5681         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5682
5683         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5684         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5685                         GFP_KERNEL);
5686         if (!new) {
5687                 ret = -ENOMEM;
5688                 goto unlock;
5689         }
5690         new->size = size;
5691
5692         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5693         if (thresholds->primary) {
5694                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5695                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5696         }
5697
5698         /* Add new threshold */
5699         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5700         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5701
5702         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5703         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5704                         compare_thresholds, NULL);
5705
5706         /* Find current threshold */
5707         new->current_threshold = -1;
5708         for (i = 0; i < size; i++) {
5709                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5710                         /*
5711                          * new->current_threshold will not be used until
5712                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5713                          * it here.
5714                          */
5715                         ++new->current_threshold;
5716                 } else
5717                         break;
5718         }
5719
5720         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5721         kfree(thresholds->spare);
5722         thresholds->spare = thresholds->primary;
5723
5724         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5725
5726         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5727         synchronize_rcu();
5728
5729 unlock:
5730         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5731
5732         return ret;
5733 }
5734
5735 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5736         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5737 {
5738         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5739         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5740         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5741         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5742         u64 usage;
5743         int i, j, size;
5744
5745         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5746         if (type == _MEM)
5747                 thresholds = &memcg->thresholds;
5748         else if (type == _MEMSWAP)
5749                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5750         else
5751                 BUG();
5752
5753         if (!thresholds->primary)
5754                 goto unlock;
5755
5756         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5757
5758         /* Check if a threshold crossed before removing */
5759         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5760
5761         /* Calculate new number of threshold */
5762         size = 0;
5763         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5764                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5765                         size++;
5766         }
5767
5768         new = thresholds->spare;
5769
5770         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5771         if (!size) {
5772                 kfree(new);
5773                 new = NULL;
5774                 goto swap_buffers;
5775         }
5776
5777         new->size = size;
5778
5779         /* Copy thresholds and find current threshold */
5780         new->current_threshold = -1;
5781         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5782                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5783                         continue;
5784
5785                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5786                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5787                         /*
5788                          * new->current_threshold will not be used
5789                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5790                          * it here.
5791                          */
5792                         ++new->current_threshold;
5793                 }
5794                 j++;
5795         }
5796
5797 swap_buffers:
5798         /* Swap primary and spare array */
5799         thresholds->spare = thresholds->primary;
5800         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5801         if (!new) {
5802                 kfree(thresholds->spare);
5803                 thresholds->spare = NULL;
5804         }
5805
5806         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5807
5808         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5809         synchronize_rcu();
5810 unlock:
5811         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5812 }
5813
5814 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5815         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5816 {
5817         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5818         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5819         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5820
5821         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5822         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5823         if (!event)
5824                 return -ENOMEM;
5825
5826         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5827
5828         event->eventfd = eventfd;
5829         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5830
5831         /* already in OOM ? */
5832         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5833                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5834         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5835
5836         return 0;
5837 }
5838
5839 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5840         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5841 {
5842         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5843         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5844         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5845
5846         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5847
5848         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5849
5850         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5851                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5852                         list_del(&ev->list);
5853                         kfree(ev);
5854                 }
5855         }
5856
5857         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5858 }
5859
5860 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5861         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5862 {
5863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5864
5865         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5866
5867         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5868                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5869         else
5870                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5871         return 0;
5872 }
5873
5874 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5875         struct cftype *cft, u64 val)
5876 {
5877         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5878         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5879
5880         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5881         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5882                 return -EINVAL;
5883
5884         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5885         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5886         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5887                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5888                 return -EINVAL;
5889         }
5890         memcg->oom_kill_disable = val;
5891         if (!val)
5892                 memcg_oom_recover(memcg);
5893         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5894         return 0;
5895 }
5896
5897 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5898 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5899 {
5900         int ret;
5901
5902         memcg->kmemcg_id = -1;
5903         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5904         if (ret)
5905                 return ret;
5906
5907         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5908 }
5909
5910 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5911 {
5912         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5913 }
5914
5915 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5916 {
5917         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5918                 return;
5919
5920         /*
5921          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5922          * pages, for instance, a page contain objects from various
5923          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5924          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5925          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5926          *
5927          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5928          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5929          * reference is taken here before the group is marked dead
5930          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5931          *
5932          * Although this might sound strange as this path is called from
5933          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5934          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5935          * we do not have other options because of the kmem allocations
5936          * lifetime.
5937          */
5938         css_get(&memcg->css);
5939
5940         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5941
5942         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5943                 return;
5944
5945         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5946                 css_put(&memcg->css);
5947 }
5948 #else
5949 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5950 {
5951         return 0;
5952 }
5953
5954 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5955 {
5956 }
5957
5958 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5959 {
5960 }
5961 #endif
5962
5963 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5964         {
5965                 .name = "usage_in_bytes",
5966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5967                 .read = mem_cgroup_read,
5968                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5969                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "max_usage_in_bytes",
5973                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5974                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5975                 .read = mem_cgroup_read,
5976         },
5977         {
5978                 .name = "limit_in_bytes",
5979                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5980                 .write_string = mem_cgroup_write,
5981                 .read = mem_cgroup_read,
5982         },
5983         {
5984                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5985                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5986                 .write_string = mem_cgroup_write,
5987                 .read = mem_cgroup_read,
5988         },
5989         {
5990                 .name = "failcnt",
5991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5992                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5993                 .read = mem_cgroup_read,
5994         },
5995         {
5996                 .name = "stat",
5997                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5998         },
5999         {
6000                 .name = "force_empty",
6001                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6002         },
6003         {
6004                 .name = "use_hierarchy",
6005                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6006                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6007                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6008         },
6009         {
6010                 .name = "swappiness",
6011                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6012                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6013         },
6014         {
6015                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6016                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6017                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6018         },
6019         {
6020                 .name = "oom_control",
6021                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6022                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6023                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6024                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6025                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6026         },
6027         {
6028                 .name = "pressure_level",
6029                 .register_event = vmpressure_register_event,
6030                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6031         },
6032 #ifdef CONFIG_NUMA
6033         {
6034                 .name = "numa_stat",
6035                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6036         },
6037 #endif
6038 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6039         {
6040                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6041                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6042                 .write_string = mem_cgroup_write,
6043                 .read = mem_cgroup_read,
6044         },
6045         {
6046                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6047                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6048                 .read = mem_cgroup_read,
6049         },
6050         {
6051                 .name = "kmem.failcnt",
6052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6053                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6054                 .read = mem_cgroup_read,
6055         },
6056         {
6057                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6059                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6060                 .read = mem_cgroup_read,
6061         },
6062 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6063         {
6064                 .name = "kmem.slabinfo",
6065                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6066         },
6067 #endif
6068 #endif
6069         { },    /* terminate */
6070 };
6071
6072 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6073 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6074         {
6075                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6077                 .read = mem_cgroup_read,
6078                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6079                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6080         },
6081         {
6082                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6084                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6085                 .read = mem_cgroup_read,
6086         },
6087         {
6088                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6090                 .write_string = mem_cgroup_write,
6091                 .read = mem_cgroup_read,
6092         },
6093         {
6094                 .name = "memsw.failcnt",
6095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6096                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6097                 .read = mem_cgroup_read,
6098         },
6099         { },    /* terminate */
6100 };
6101 #endif
6102 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6103 {
6104         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6105         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6106         int zone, tmp = node;
6107         /*
6108          * This routine is called against possible nodes.
6109          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6110          *
6111          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6112          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6113          *       function.
6114          */
6115         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6116                 tmp = -1;
6117         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6118         if (!pn)
6119                 return 1;
6120
6121         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6122                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6123                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6124                 mz->usage_in_excess = 0;
6125                 mz->on_tree = false;
6126                 mz->memcg = memcg;
6127         }
6128         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6129         return 0;
6130 }
6131
6132 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6133 {
6134         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6135 }
6136
6137 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6138 {
6139         struct mem_cgroup *memcg;
6140         size_t size = memcg_size();
6141
6142         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6143         if (size < PAGE_SIZE)
6144                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6145         else
6146                 memcg = vzalloc(size);
6147
6148         if (!memcg)
6149                 return NULL;
6150
6151         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6152         if (!memcg->stat)
6153                 goto out_free;
6154         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6155         return memcg;
6156
6157 out_free:
6158         if (size < PAGE_SIZE)
6159                 kfree(memcg);
6160         else
6161                 vfree(memcg);
6162         return NULL;
6163 }
6164
6165 /*
6166  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6167  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6168  *
6169  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6170  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6171  * it goes down to 0.
6172  *
6173  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6174  */
6175
6176 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6177 {
6178         int node;
6179         size_t size = memcg_size();
6180
6181         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6182
6183         for_each_node(node)
6184                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6185
6186         free_percpu(memcg->stat);
6187
6188         /*
6189          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6190          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6191          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6192          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6193          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6194          *
6195          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6196          * to move this code around, and make sure it is outside
6197          * the cgroup_lock.
6198          */
6199         disarm_static_keys(memcg);
6200         if (size < PAGE_SIZE)
6201                 kfree(memcg);
6202         else
6203                 vfree(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
6270         return &memcg->css;
6271
6272 free_out:
6273         __mem_cgroup_free(memcg);
6274         return ERR_PTR(error);
6275 }
6276
6277 static int
6278 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6279 {
6280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6281         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6282         int error = 0;
6283
6284         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6285                 return -ENOSPC;
6286
6287         if (!parent)
6288                 return 0;
6289
6290         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6291
6292         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6293         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6294         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6295
6296         if (parent->use_hierarchy) {
6297                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6298                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6299                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6300
6301                 /*
6302                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6303                  * core guarantees its existence.
6304                  */
6305         } else {
6306                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6307                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6308                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6309                 /*
6310                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6311                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6312                  * unfortunate state in our controller.
6313                  */
6314                 if (parent != root_mem_cgroup)
6315                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6316         }
6317
6318         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6319         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6320         return error;
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
6345         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6346
6347         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6348         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6349         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6350         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6351 }
6352
6353 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6354 {
6355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6356
6357         memcg_destroy_kmem(memcg);
6358         __mem_cgroup_free(memcg);
6359 }
6360
6361 #ifdef CONFIG_MMU
6362 /* Handlers for move charge at task migration. */
6363 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6364 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6365 {
6366         int ret = 0;
6367         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6368         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6369
6370         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6371                 mc.precharge += count;
6372                 /* we don't need css_get for root */
6373                 return ret;
6374         }
6375         /* try to charge at once */
6376         if (count > 1) {
6377                 struct res_counter *dummy;
6378                 /*
6379                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6380                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6381                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6382                  * css_get().
6383                  */
6384                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6385                         goto one_by_one;
6386                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6387                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6388                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6389                         goto one_by_one;
6390                 }
6391                 mc.precharge += count;
6392                 return ret;
6393         }
6394 one_by_one:
6395         /* fall back to one by one charge */
6396         while (count--) {
6397                 if (signal_pending(current)) {
6398                         ret = -EINTR;
6399                         break;
6400                 }
6401                 if (!batch_count--) {
6402                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6403                         cond_resched();
6404                 }
6405                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6406                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6407                 if (ret)
6408                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6409                         return ret;
6410                 mc.precharge++;
6411         }
6412         return ret;
6413 }
6414
6415 /**
6416  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6417  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6418  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6419  * @ptent: the pte to be checked
6420  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6421  *
6422  * Returns
6423  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6424  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6425  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6426  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6427  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6428  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6429  *     in target->ent.
6430  *
6431  * Called with pte lock held.
6432  */
6433 union mc_target {
6434         struct page     *page;
6435         swp_entry_t     ent;
6436 };
6437
6438 enum mc_target_type {
6439         MC_TARGET_NONE = 0,
6440         MC_TARGET_PAGE,
6441         MC_TARGET_SWAP,
6442 };
6443
6444 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6445                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6446 {
6447         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6448
6449         if (!page || !page_mapped(page))
6450                 return NULL;
6451         if (PageAnon(page)) {
6452                 /* we don't move shared anon */
6453                 if (!move_anon())
6454                         return NULL;
6455         } else if (!move_file())
6456                 /* we ignore mapcount for file pages */
6457                 return NULL;
6458         if (!get_page_unless_zero(page))
6459                 return NULL;
6460
6461         return page;
6462 }
6463
6464 #ifdef CONFIG_SWAP
6465 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6466                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6467 {
6468         struct page *page = NULL;
6469         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6470
6471         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6472                 return NULL;
6473         /*
6474          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6475          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6476          */
6477         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6478         if (do_swap_account)
6479                 entry->val = ent.val;
6480
6481         return page;
6482 }
6483 #else
6484 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6485                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6486 {
6487         return NULL;
6488 }
6489 #endif
6490
6491 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6492                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6493 {
6494         struct page *page = NULL;
6495         struct address_space *mapping;
6496         pgoff_t pgoff;
6497
6498         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6499                 return NULL;
6500         if (!move_file())
6501                 return NULL;
6502
6503         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6504         if (pte_none(ptent))
6505                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6506         else /* pte_file(ptent) is true */
6507                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6508
6509         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6510         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6511
6512 #ifdef CONFIG_SWAP
6513         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6514         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6515                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6516                 if (do_swap_account)
6517                         *entry = swap;
6518                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6519         }
6520 #endif
6521         return page;
6522 }
6523
6524 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6525                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6526 {
6527         struct page *page = NULL;
6528         struct page_cgroup *pc;
6529         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6530         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6531
6532         if (pte_present(ptent))
6533                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6534         else if (is_swap_pte(ptent))
6535                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6536         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6537                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6538
6539         if (!page && !ent.val)
6540                 return ret;
6541         if (page) {
6542                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6543                 /*
6544                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6545                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6546                  * the lock.
6547                  */
6548                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6549                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6550                         if (target)
6551                                 target->page = page;
6552                 }
6553                 if (!ret || !target)
6554                         put_page(page);
6555         }
6556         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6557         if (ent.val && !ret &&
6558             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6559                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6560                 if (target)
6561                         target->ent = ent;
6562         }
6563         return ret;
6564 }
6565
6566 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6567 /*
6568  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6569  * support them for now.
6570  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6571  */
6572 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6573                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6574 {
6575         struct page *page = NULL;
6576         struct page_cgroup *pc;
6577         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6578
6579         page = pmd_page(pmd);
6580         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6581         if (!move_anon())
6582                 return ret;
6583         pc = lookup_page_cgroup(page);
6584         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6585                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6586                 if (target) {
6587                         get_page(page);
6588                         target->page = page;
6589                 }
6590         }
6591         return ret;
6592 }
6593 #else
6594 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6595                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6596 {
6597         return MC_TARGET_NONE;
6598 }
6599 #endif
6600
6601 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6602                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6603                                         struct mm_walk *walk)
6604 {
6605         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6606         pte_t *pte;
6607         spinlock_t *ptl;
6608
6609         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6610                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6611                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6612                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6613                 return 0;
6614         }
6615
6616         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6617                 return 0;
6618         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6619         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6620                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6621                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6622         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6623         cond_resched();
6624
6625         return 0;
6626 }
6627
6628 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6629 {
6630         unsigned long precharge;
6631         struct vm_area_struct *vma;
6632
6633         down_read(&mm->mmap_sem);
6634         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6635                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6636                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6637                         .mm = mm,
6638                         .private = vma,
6639                 };
6640                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6641                         continue;
6642                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6643                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6644         }
6645         up_read(&mm->mmap_sem);
6646
6647         precharge = mc.precharge;
6648         mc.precharge = 0;
6649
6650         return precharge;
6651 }
6652
6653 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6654 {
6655         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6656
6657         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6658         mc.moving_task = current;
6659         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6660 }
6661
6662 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6663 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6664 {
6665         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6666         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6667         int i;
6668
6669         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6670         if (mc.precharge) {
6671                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6672                 mc.precharge = 0;
6673         }
6674         /*
6675          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6676          * we must uncharge here.
6677          */
6678         if (mc.moved_charge) {
6679                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6680                 mc.moved_charge = 0;
6681         }
6682         /* we must fixup refcnts and charges */
6683         if (mc.moved_swap) {
6684                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6685                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6686                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6687                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6688
6689                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6690                         css_put(&mc.from->css);
6691
6692                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6693                         /*
6694                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6695                          * uncharge to->res.
6696                          */
6697                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6698                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6699                 }
6700                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6701                 mc.moved_swap = 0;
6702         }
6703         memcg_oom_recover(from);
6704         memcg_oom_recover(to);
6705         wake_up_all(&mc.waitq);
6706 }
6707
6708 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6709 {
6710         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6711
6712         /*
6713          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6714          * task migration.
6715          */
6716         mc.moving_task = NULL;
6717         __mem_cgroup_clear_mc();
6718         spin_lock(&mc.lock);
6719         mc.from = NULL;
6720         mc.to = NULL;
6721         spin_unlock(&mc.lock);
6722         mem_cgroup_end_move(from);
6723 }
6724
6725 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6726                                  struct cgroup_taskset *tset)
6727 {
6728         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6729         int ret = 0;
6730         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6731         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6732
6733         /*
6734          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6735          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6736          * So we need to save it, and keep it going.
6737          */
6738         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6739         if (move_charge_at_immigrate) {
6740                 struct mm_struct *mm;
6741                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6742
6743                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6744
6745                 mm = get_task_mm(p);
6746                 if (!mm)
6747                         return 0;
6748                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6749                 if (mm->owner == p) {
6750                         VM_BUG_ON(mc.from);
6751                         VM_BUG_ON(mc.to);
6752                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6753                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6754                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6755                         mem_cgroup_start_move(from);
6756                         spin_lock(&mc.lock);
6757                         mc.from = from;
6758                         mc.to = memcg;
6759                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6760                         spin_unlock(&mc.lock);
6761                         /* We set mc.moving_task later */
6762
6763                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6764                         if (ret)
6765                                 mem_cgroup_clear_mc();
6766                 }
6767                 mmput(mm);
6768         }
6769         return ret;
6770 }
6771
6772 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6773                                      struct cgroup_taskset *tset)
6774 {
6775         mem_cgroup_clear_mc();
6776 }
6777
6778 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6779                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6780                                 struct mm_walk *walk)
6781 {
6782         int ret = 0;
6783         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6784         pte_t *pte;
6785         spinlock_t *ptl;
6786         enum mc_target_type target_type;
6787         union mc_target target;
6788         struct page *page;
6789         struct page_cgroup *pc;
6790
6791         /*
6792          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6793          * happens because:
6794          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6795          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6796          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6797          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6798          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6799          *    part of thp split is not executed yet.
6800          */
6801         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6802                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6803                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6804                         return 0;
6805                 }
6806                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6807                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6808                         page = target.page;
6809                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6810                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6811                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6812                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6813                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6814                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6815                                 }
6816                                 putback_lru_page(page);
6817                         }
6818                         put_page(page);
6819                 }
6820                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6821                 return 0;
6822         }
6823
6824         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6825                 return 0;
6826 retry:
6827         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6828         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6829                 pte_t ptent = *(pte++);
6830                 swp_entry_t ent;
6831
6832                 if (!mc.precharge)
6833                         break;
6834
6835                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6836                 case MC_TARGET_PAGE:
6837                         page = target.page;
6838                         if (isolate_lru_page(page))
6839                                 goto put;
6840                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6841                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6842                                                      mc.from, mc.to)) {
6843                                 mc.precharge--;
6844                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6845                                 mc.moved_charge++;
6846                         }
6847                         putback_lru_page(page);
6848 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6849                         put_page(page);
6850                         break;
6851                 case MC_TARGET_SWAP:
6852                         ent = target.ent;
6853                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6854                                 mc.precharge--;
6855                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6856                                 mc.moved_swap++;
6857                         }
6858                         break;
6859                 default:
6860                         break;
6861                 }
6862         }
6863         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6864         cond_resched();
6865
6866         if (addr != end) {
6867                 /*
6868                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6869                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6870                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6871                  * phase.
6872                  */
6873                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6874                 if (!ret)
6875                         goto retry;
6876         }
6877
6878         return ret;
6879 }
6880
6881 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6882 {
6883         struct vm_area_struct *vma;
6884
6885         lru_add_drain_all();
6886 retry:
6887         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6888                 /*
6889                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6890                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6891                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6892                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6893                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6894                  */
6895                 __mem_cgroup_clear_mc();
6896                 cond_resched();
6897                 goto retry;
6898         }
6899         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6900                 int ret;
6901                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6902                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6903                         .mm = mm,
6904                         .private = vma,
6905                 };
6906                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6907                         continue;
6908                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6909                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6910                 if (ret)
6911                         /*
6912                          * means we have consumed all precharges and failed in
6913                          * doing additional charge. Just abandon here.
6914                          */
6915                         break;
6916         }
6917         up_read(&mm->mmap_sem);
6918 }
6919
6920 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6921                                  struct cgroup_taskset *tset)
6922 {
6923         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6924         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6925
6926         if (mm) {
6927                 if (mc.to)
6928                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6929                 mmput(mm);
6930         }
6931         if (mc.to)
6932                 mem_cgroup_clear_mc();
6933 }
6934 #else   /* !CONFIG_MMU */
6935 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6936                                  struct cgroup_taskset *tset)
6937 {
6938         return 0;
6939 }
6940 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6941                                      struct cgroup_taskset *tset)
6942 {
6943 }
6944 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6945                                  struct cgroup_taskset *tset)
6946 {
6947 }
6948 #endif
6949
6950 /*
6951  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6952  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6953  */
6954 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6955 {
6956         /*
6957          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6958          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6959          * on for the root memcg is enough.
6960          */
6961         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6962                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6963 }
6964
6965 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6966         .name = "memory",
6967         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6968         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6969         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6970         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6971         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6972         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6973         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6974         .attach = mem_cgroup_move_task,
6975         .bind = mem_cgroup_bind,
6976         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6977         .early_init = 0,
6978 };
6979
6980 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6981 static int __init enable_swap_account(char *s)
6982 {
6983         if (!strcmp(s, "1"))
6984                 really_do_swap_account = 1;
6985         else if (!strcmp(s, "0"))
6986                 really_do_swap_account = 0;
6987         return 1;
6988 }
6989 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6990
6991 static void __init memsw_file_init(void)
6992 {
6993         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6994 }
6995
6996 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6997 {
6998         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6999                 do_swap_account = 1;
7000                 memsw_file_init();
7001         }
7002 }
7003
7004 #else
7005 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7006 {
7007 }
7008 #endif
7009
7010 /*
7011  * subsys_initcall() for memory controller.
7012  *
7013  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7014  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7015  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7016  * be initialized from here.
7017  */
7018 static int __init mem_cgroup_init(void)
7019 {
7020         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7021         enable_swap_cgroup();
7022         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7023         memcg_stock_init();
7024         return 0;
7025 }
7026 subsys_initcall(mem_cgroup_init);