]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
96fe3a0dcba458a6ea36d2e4e9b6f8cb4a474b6a
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
677 {
678         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
679         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
680 }
681
682 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
683 {
684         return &memcg->css;
685 }
686
687 static struct mem_cgroup_per_zone *
688 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
689 {
690         int nid = page_to_nid(page);
691         int zid = page_zonenum(page);
692
693         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
694 }
695
696 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
697 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
698 {
699         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
700 }
701
702 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
703 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
704 {
705         int nid = page_to_nid(page);
706         int zid = page_zonenum(page);
707
708         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
709 }
710
711 static void
712 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
713                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void
746 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
747                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
748                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
749 {
750         if (!mz->on_tree)
751                 return;
752         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
753         mz->on_tree = false;
754 }
755
756 static void
757 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
758                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
759                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
760 {
761         spin_lock(&mctz->lock);
762         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
763         spin_unlock(&mctz->lock);
764 }
765
766
767 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
768 {
769         unsigned long long excess;
770         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
771         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
772         int nid = page_to_nid(page);
773         int zid = page_zonenum(page);
774         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
775
776         /*
777          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
778          * because their event counter is not touched.
779          */
780         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
781                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
782                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
783                 /*
784                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
785                  * mem is over its softlimit.
786                  */
787                 if (excess || mz->on_tree) {
788                         spin_lock(&mctz->lock);
789                         /* if on-tree, remove it */
790                         if (mz->on_tree)
791                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
792                         /*
793                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
794                          * If excess is 0, no tree ops.
795                          */
796                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
797                         spin_unlock(&mctz->lock);
798                 }
799         }
800 }
801
802 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
803 {
804         int node, zone;
805         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
806         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
807
808         for_each_node(node) {
809                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
810                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
811                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
812                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
813                 }
814         }
815 }
816
817 static struct mem_cgroup_per_zone *
818 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
819 {
820         struct rb_node *rightmost = NULL;
821         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
822
823 retry:
824         mz = NULL;
825         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
826         if (!rightmost)
827                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
828
829         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
830         /*
831          * Remove the node now but someone else can add it back,
832          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
833          * position in the tree.
834          */
835         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
836         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
837             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
838                 goto retry;
839 done:
840         return mz;
841 }
842
843 static struct mem_cgroup_per_zone *
844 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
845 {
846         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
847
848         spin_lock(&mctz->lock);
849         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
850         spin_unlock(&mctz->lock);
851         return mz;
852 }
853
854 /*
855  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
856  *
857  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
858  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
859  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
860  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
861  *
862  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
863  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
864  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
865  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
866  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
867  *
868  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
869  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
870  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
871  * implemented.
872  */
873 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
874                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
875 {
876         long val = 0;
877         int cpu;
878
879         get_online_cpus();
880         for_each_online_cpu(cpu)
881                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
882 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
883         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
884         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
885         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
886 #endif
887         put_online_cpus();
888         return val;
889 }
890
891 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
892                                          bool charge)
893 {
894         int val = (charge) ? 1 : -1;
895         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
896 }
897
898 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
899                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
900 {
901         unsigned long val = 0;
902         int cpu;
903
904         get_online_cpus();
905         for_each_online_cpu(cpu)
906                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
907 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
908         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
909         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
910         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
911 #endif
912         put_online_cpus();
913         return val;
914 }
915
916 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
917                                          struct page *page,
918                                          bool anon, int nr_pages)
919 {
920         /*
921          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
922          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
923          */
924         if (anon)
925                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
926                                 nr_pages);
927         else
928                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
929                                 nr_pages);
930
931         if (PageTransHuge(page))
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
933                                 nr_pages);
934
935         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
936         if (nr_pages > 0)
937                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
938         else {
939                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
940                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
941         }
942
943         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
944 }
945
946 unsigned long
947 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
948 {
949         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
950
951         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
952         return mz->lru_size[lru];
953 }
954
955 static unsigned long
956 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
957                         unsigned int lru_mask)
958 {
959         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
960         enum lru_list lru;
961         unsigned long ret = 0;
962
963         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
964
965         for_each_lru(lru) {
966                 if (BIT(lru) & lru_mask)
967                         ret += mz->lru_size[lru];
968         }
969         return ret;
970 }
971
972 static unsigned long
973 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
974                         int nid, unsigned int lru_mask)
975 {
976         u64 total = 0;
977         int zid;
978
979         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
980                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
981                                                 nid, zid, lru_mask);
982
983         return total;
984 }
985
986 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
987                         unsigned int lru_mask)
988 {
989         int nid;
990         u64 total = 0;
991
992         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
993                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
994         return total;
995 }
996
997 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
998                                        enum mem_cgroup_events_target target)
999 {
1000         unsigned long val, next;
1001
1002         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1003         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1004         /* from time_after() in jiffies.h */
1005         if ((long)next - (long)val < 0) {
1006                 switch (target) {
1007                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1008                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1009                         break;
1010                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1011                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1012                         break;
1013                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1014                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1015                         break;
1016                 default:
1017                         break;
1018                 }
1019                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1020                 return true;
1021         }
1022         return false;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Check events in order.
1027  *
1028  */
1029 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1030 {
1031         preempt_disable();
1032         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1033         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1034                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1035                 bool do_softlimit;
1036                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1037
1038                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1039                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1040 #if MAX_NUMNODES > 1
1041                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1043 #endif
1044                 preempt_enable();
1045
1046                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1047                 if (unlikely(do_softlimit))
1048                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1049 #if MAX_NUMNODES > 1
1050                 if (unlikely(do_numainfo))
1051                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1052 #endif
1053         } else
1054                 preempt_enable();
1055 }
1056
1057 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1058 {
1059         /*
1060          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1061          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1062          * So this can be called with p == NULL.
1063          */
1064         if (unlikely(!p))
1065                 return NULL;
1066
1067         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1068 }
1069
1070 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1071 {
1072         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1073
1074         rcu_read_lock();
1075         do {
1076                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1077                 if (unlikely(!memcg))
1078                         memcg = root_mem_cgroup;
1079         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1080         rcu_read_unlock();
1081         return memcg;
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1086  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1087  *
1088  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1089  */
1090 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1091                 struct mem_cgroup *last_visited)
1092 {
1093         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1094
1095         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1096 skip_node:
1097         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1098
1099         /*
1100          * Even if we found a group we have to make sure it is
1101          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1102          * skipped and we should continue the tree walk.
1103          * last_visited css is safe to use because it is
1104          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1105          *
1106          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1107          * because we might race with the root removal when it would
1108          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1109          * would end up in an endless loop because it expects that at
1110          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1111          * because caller of the iterator should hold it already so
1112          * skipping css reference should be safe.
1113          */
1114         if (next_css) {
1115                 if ((next_css == &root->css) ||
1116                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1117                      css_tryget_online(next_css)))
1118                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1119
1120                 prev_css = next_css;
1121                 goto skip_node;
1122         }
1123
1124         return NULL;
1125 }
1126
1127 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1128 {
1129         /*
1130          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1131          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1132          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1133          */
1134         atomic_inc(&root->dead_count);
1135 }
1136
1137 static struct mem_cgroup *
1138 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1139                      struct mem_cgroup *root,
1140                      int *sequence)
1141 {
1142         struct mem_cgroup *position = NULL;
1143         /*
1144          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1145          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1146          *
1147          * If the iterator is valid, we may still race with an
1148          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1149          * released, tryget will fail if we lost the race.
1150          */
1151         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1152         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1153                 smp_rmb();
1154                 position = iter->last_visited;
1155
1156                 /*
1157                  * We cannot take a reference to root because we might race
1158                  * with root removal and returning NULL would end up in
1159                  * an endless loop on the iterator user level when root
1160                  * would be returned all the time.
1161                  */
1162                 if (position && position != root &&
1163                     !css_tryget_online(&position->css))
1164                         position = NULL;
1165         }
1166         return position;
1167 }
1168
1169 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1170                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1171                                    struct mem_cgroup *new_position,
1172                                    struct mem_cgroup *root,
1173                                    int sequence)
1174 {
1175         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1176         if (last_visited && last_visited != root)
1177                 css_put(&last_visited->css);
1178         /*
1179          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1180          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1181          * don't lose destruction events in between.  We could have
1182          * raced with the destruction of @new_position after all.
1183          */
1184         iter->last_visited = new_position;
1185         smp_wmb();
1186         iter->last_dead_count = sequence;
1187 }
1188
1189 /**
1190  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1191  * @root: hierarchy root
1192  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1193  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1194  *
1195  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1196  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1197  *
1198  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1199  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1200  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1201  *
1202  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1203  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1204  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1205  */
1206 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1207                                    struct mem_cgroup *prev,
1208                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1209 {
1210         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1211         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1212
1213         if (mem_cgroup_disabled())
1214                 return NULL;
1215
1216         if (!root)
1217                 root = root_mem_cgroup;
1218
1219         if (prev && !reclaim)
1220                 last_visited = prev;
1221
1222         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1223                 if (prev)
1224                         goto out_css_put;
1225                 return root;
1226         }
1227
1228         rcu_read_lock();
1229         while (!memcg) {
1230                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1231                 int uninitialized_var(seq);
1232
1233                 if (reclaim) {
1234                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1235                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1236                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1237
1238                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1239                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1240                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1241                                 iter->last_visited = NULL;
1242                                 goto out_unlock;
1243                         }
1244
1245                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1246                 }
1247
1248                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1249
1250                 if (reclaim) {
1251                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1252                                         seq);
1253
1254                         if (!memcg)
1255                                 iter->generation++;
1256                         else if (!prev && memcg)
1257                                 reclaim->generation = iter->generation;
1258                 }
1259
1260                 if (prev && !memcg)
1261                         goto out_unlock;
1262         }
1263 out_unlock:
1264         rcu_read_unlock();
1265 out_css_put:
1266         if (prev && prev != root)
1267                 css_put(&prev->css);
1268
1269         return memcg;
1270 }
1271
1272 /**
1273  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1274  * @root: hierarchy root
1275  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1276  */
1277 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1278                            struct mem_cgroup *prev)
1279 {
1280         if (!root)
1281                 root = root_mem_cgroup;
1282         if (prev && prev != root)
1283                 css_put(&prev->css);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1288  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1289  * be used for reference counting.
1290  */
1291 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1292         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1293              iter != NULL;                              \
1294              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1295
1296 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1297         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1298              iter != NULL;                              \
1299              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1300
1301 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1302 {
1303         struct mem_cgroup *memcg;
1304
1305         rcu_read_lock();
1306         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1307         if (unlikely(!memcg))
1308                 goto out;
1309
1310         switch (idx) {
1311         case PGFAULT:
1312                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1313                 break;
1314         case PGMAJFAULT:
1315                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1316                 break;
1317         default:
1318                 BUG();
1319         }
1320 out:
1321         rcu_read_unlock();
1322 }
1323 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1324
1325 /**
1326  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1327  * @zone: zone of the wanted lruvec
1328  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1329  *
1330  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1331  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1332  * is disabled.
1333  */
1334 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1335                                       struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1338         struct lruvec *lruvec;
1339
1340         if (mem_cgroup_disabled()) {
1341                 lruvec = &zone->lruvec;
1342                 goto out;
1343         }
1344
1345         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1346         lruvec = &mz->lruvec;
1347 out:
1348         /*
1349          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1350          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1351          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1352          */
1353         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1354                 lruvec->zone = zone;
1355         return lruvec;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1360  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1361  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1362  *
1363  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1364  * 1. charge
1365  * 2. moving account
1366  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1367  * It is added to LRU before charge.
1368  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1369  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1370  */
1371
1372 /**
1373  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1374  * @page: the page
1375  * @zone: zone of the page
1376  */
1377 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1378 {
1379         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1380         struct mem_cgroup *memcg;
1381         struct page_cgroup *pc;
1382         struct lruvec *lruvec;
1383
1384         if (mem_cgroup_disabled()) {
1385                 lruvec = &zone->lruvec;
1386                 goto out;
1387         }
1388
1389         pc = lookup_page_cgroup(page);
1390         memcg = pc->mem_cgroup;
1391
1392         /*
1393          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1394          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1395          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1396          *
1397          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1398          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1399          * of pc->mem_cgroup safe.
1400          */
1401         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1402                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1403
1404         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1405         lruvec = &mz->lruvec;
1406 out:
1407         /*
1408          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1409          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1410          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1411          */
1412         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1413                 lruvec->zone = zone;
1414         return lruvec;
1415 }
1416
1417 /**
1418  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1419  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1420  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1421  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1422  *
1423  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1424  * lru list.
1425  */
1426 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1427                                 int nr_pages)
1428 {
1429         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1430         unsigned long *lru_size;
1431
1432         if (mem_cgroup_disabled())
1433                 return;
1434
1435         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1436         lru_size = mz->lru_size + lru;
1437         *lru_size += nr_pages;
1438         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1443  * hierarchy subtree
1444  */
1445 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1446                                   struct mem_cgroup *memcg)
1447 {
1448         if (root_memcg == memcg)
1449                 return true;
1450         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1451                 return false;
1452         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1453 }
1454
1455 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1456                                        struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         bool ret;
1459
1460         rcu_read_lock();
1461         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1462         rcu_read_unlock();
1463         return ret;
1464 }
1465
1466 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1467                         const struct mem_cgroup *memcg)
1468 {
1469         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1470         struct task_struct *p;
1471         bool ret;
1472
1473         p = find_lock_task_mm(task);
1474         if (p) {
1475                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1476                 task_unlock(p);
1477         } else {
1478                 /*
1479                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1480                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1481                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1482                  */
1483                 rcu_read_lock();
1484                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1485                 if (curr)
1486                         css_get(&curr->css);
1487                 rcu_read_unlock();
1488         }
1489         /*
1490          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1491          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1492          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1493          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1494          */
1495         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1496         css_put(&curr->css);
1497         return ret;
1498 }
1499
1500 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1501 {
1502         unsigned long inactive_ratio;
1503         unsigned long inactive;
1504         unsigned long active;
1505         unsigned long gb;
1506
1507         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1508         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1509
1510         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1511         if (gb)
1512                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1513         else
1514                 inactive_ratio = 1;
1515
1516         return inactive * inactive_ratio < active;
1517 }
1518
1519 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1520         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1521
1522 /**
1523  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1524  * @memcg: the memory cgroup
1525  *
1526  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1527  * pages.
1528  */
1529 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1530 {
1531         unsigned long long margin;
1532
1533         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1534         if (do_swap_account)
1535                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1536         return margin >> PAGE_SHIFT;
1537 }
1538
1539 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1540 {
1541         /* root ? */
1542         if (!memcg->css.parent)
1543                 return vm_swappiness;
1544
1545         return memcg->swappiness;
1546 }
1547
1548 /*
1549  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1550  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1551  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1552  * rcu_read_lock(), like this:
1553  *
1554  *         CPU-A                                    CPU-B
1555  *                                              rcu_read_lock()
1556  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1557  *                                                   take heavy locks.
1558  *         synchronize_rcu()                    update something.
1559  *                                              rcu_read_unlock()
1560  *         start move here.
1561  */
1562
1563 /* for quick checking without looking up memcg */
1564 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1565
1566 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1567 {
1568         atomic_inc(&memcg_moving);
1569         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1570         synchronize_rcu();
1571 }
1572
1573 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1574 {
1575         /*
1576          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1577          * We check NULL in callee rather than caller.
1578          */
1579         if (memcg) {
1580                 atomic_dec(&memcg_moving);
1581                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1582         }
1583 }
1584
1585 /*
1586  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1587  *
1588  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1589  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1590  * caused by "move".
1591  */
1592 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1593 {
1594         struct mem_cgroup *from;
1595         struct mem_cgroup *to;
1596         bool ret = false;
1597         /*
1598          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1599          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1600          */
1601         spin_lock(&mc.lock);
1602         from = mc.from;
1603         to = mc.to;
1604         if (!from)
1605                 goto unlock;
1606
1607         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1608                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1609 unlock:
1610         spin_unlock(&mc.lock);
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1617                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1618                         DEFINE_WAIT(wait);
1619                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1620                         /* moving charge context might have finished. */
1621                         if (mc.moving_task)
1622                                 schedule();
1623                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1624                         return true;
1625                 }
1626         }
1627         return false;
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Take this lock when
1632  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1633  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1634  */
1635 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1636                                   unsigned long *flags)
1637 {
1638         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1639 }
1640
1641 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1642                                 unsigned long *flags)
1643 {
1644         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1645 }
1646
1647 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1648 /**
1649  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1650  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1651  * @p: Task that is going to be killed
1652  *
1653  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1654  * enabled
1655  */
1656 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1657 {
1658         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1659         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1660         struct mem_cgroup *iter;
1661         unsigned int i;
1662
1663         if (!p)
1664                 return;
1665
1666         mutex_lock(&oom_info_lock);
1667         rcu_read_lock();
1668
1669         pr_info("Task in ");
1670         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1671         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1672         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1673         pr_info("\n");
1674
1675         rcu_read_unlock();
1676
1677         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1679                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1681         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1682                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1683                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1684                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1685         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1686                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1687                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1688                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1689
1690         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1691                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1692                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1693                 pr_cont(":");
1694
1695                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1696                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1697                                 continue;
1698                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1699                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1700                 }
1701
1702                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1703                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1704                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1705
1706                 pr_cont("\n");
1707         }
1708         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1713  * 1(self count) if no children.
1714  */
1715 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1716 {
1717         int num = 0;
1718         struct mem_cgroup *iter;
1719
1720         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1721                 num++;
1722         return num;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1727  */
1728 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1729 {
1730         u64 limit;
1731
1732         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1733
1734         /*
1735          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1736          */
1737         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1738                 u64 memsw;
1739
1740                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1741                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1742
1743                 /*
1744                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1745                  * available to this memcg, return that limit.
1746                  */
1747                 limit = min(limit, memsw);
1748         }
1749
1750         return limit;
1751 }
1752
1753 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1754                                      int order)
1755 {
1756         struct mem_cgroup *iter;
1757         unsigned long chosen_points = 0;
1758         unsigned long totalpages;
1759         unsigned int points = 0;
1760         struct task_struct *chosen = NULL;
1761
1762         /*
1763          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1764          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1765          * quickly exit and free its memory.
1766          */
1767         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1768                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1769                 return;
1770         }
1771
1772         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1773         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1774         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1775                 struct css_task_iter it;
1776                 struct task_struct *task;
1777
1778                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1779                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1780                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1781                                                         false)) {
1782                         case OOM_SCAN_SELECT:
1783                                 if (chosen)
1784                                         put_task_struct(chosen);
1785                                 chosen = task;
1786                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1787                                 get_task_struct(chosen);
1788                                 /* fall through */
1789                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1790                                 continue;
1791                         case OOM_SCAN_ABORT:
1792                                 css_task_iter_end(&it);
1793                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1794                                 if (chosen)
1795                                         put_task_struct(chosen);
1796                                 return;
1797                         case OOM_SCAN_OK:
1798                                 break;
1799                         };
1800                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1801                         if (!points || points < chosen_points)
1802                                 continue;
1803                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1804                         if (points == chosen_points &&
1805                             thread_group_leader(chosen))
1806                                 continue;
1807
1808                         if (chosen)
1809                                 put_task_struct(chosen);
1810                         chosen = task;
1811                         chosen_points = points;
1812                         get_task_struct(chosen);
1813                 }
1814                 css_task_iter_end(&it);
1815         }
1816
1817         if (!chosen)
1818                 return;
1819         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1820         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1821                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1822 }
1823
1824 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1825                                         gfp_t gfp_mask,
1826                                         unsigned long flags)
1827 {
1828         unsigned long total = 0;
1829         bool noswap = false;
1830         int loop;
1831
1832         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1833                 noswap = true;
1834         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1835                 noswap = true;
1836
1837         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1838                 if (loop)
1839                         drain_all_stock_async(memcg);
1840                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1841                 /*
1842                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1843                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1844                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1845                  */
1846                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1847                         break;
1848                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1849                         break;
1850                 /*
1851                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1852                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1853                  */
1854                 if (loop && !total)
1855                         break;
1856         }
1857         return total;
1858 }
1859
1860 /**
1861  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1862  * @memcg: the target memcg
1863  * @nid: the node ID to be checked.
1864  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1865  *
1866  * This function returns whether the specified memcg contains any
1867  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1868  * pages in the node.
1869  */
1870 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1871                 int nid, bool noswap)
1872 {
1873         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1874                 return true;
1875         if (noswap || !total_swap_pages)
1876                 return false;
1877         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1878                 return true;
1879         return false;
1880
1881 }
1882 #if MAX_NUMNODES > 1
1883
1884 /*
1885  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1886  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1887  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1888  *
1889  */
1890 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1891 {
1892         int nid;
1893         /*
1894          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1895          * pagein/pageout changes since the last update.
1896          */
1897         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1898                 return;
1899         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1900                 return;
1901
1902         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1903         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1904
1905         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1906
1907                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1908                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1909         }
1910
1911         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1912         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1917  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1918  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1919  *
1920  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1921  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1922  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1923  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1924  *
1925  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1926  */
1927 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1928 {
1929         int node;
1930
1931         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1932         node = memcg->last_scanned_node;
1933
1934         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1935         if (node == MAX_NUMNODES)
1936                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1937         /*
1938          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1939          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1940          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1941          * we use curret node.
1942          */
1943         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1944                 node = numa_node_id();
1945
1946         memcg->last_scanned_node = node;
1947         return node;
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1952  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1953  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1954  * enough new information. We need to do double check.
1955  */
1956 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1957 {
1958         int nid;
1959
1960         /*
1961          * quick check...making use of scan_node.
1962          * We can skip unused nodes.
1963          */
1964         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1965                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1966                      nid < MAX_NUMNODES;
1967                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1968
1969                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1970                                 return true;
1971                 }
1972         }
1973         /*
1974          * Check rest of nodes.
1975          */
1976         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1977                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1978                         continue;
1979                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1980                         return true;
1981         }
1982         return false;
1983 }
1984
1985 #else
1986 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1987 {
1988         return 0;
1989 }
1990
1991 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1992 {
1993         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1994 }
1995 #endif
1996
1997 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1998                                    struct zone *zone,
1999                                    gfp_t gfp_mask,
2000                                    unsigned long *total_scanned)
2001 {
2002         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2003         int total = 0;
2004         int loop = 0;
2005         unsigned long excess;
2006         unsigned long nr_scanned;
2007         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2008                 .zone = zone,
2009                 .priority = 0,
2010         };
2011
2012         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2013
2014         while (1) {
2015                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2016                 if (!victim) {
2017                         loop++;
2018                         if (loop >= 2) {
2019                                 /*
2020                                  * If we have not been able to reclaim
2021                                  * anything, it might because there are
2022                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2023                                  */
2024                                 if (!total)
2025                                         break;
2026                                 /*
2027                                  * We want to do more targeted reclaim.
2028                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2029                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2030                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2031                                  */
2032                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2033                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2034                                         break;
2035                         }
2036                         continue;
2037                 }
2038                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2039                         continue;
2040                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2041                                                      zone, &nr_scanned);
2042                 *total_scanned += nr_scanned;
2043                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2044                         break;
2045         }
2046         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2047         return total;
2048 }
2049
2050 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2051 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2052         .name = "memcg_oom_lock",
2053 };
2054 #endif
2055
2056 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2057
2058 /*
2059  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2060  * If someone is running, return false.
2061  */
2062 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2063 {
2064         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2065
2066         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2067
2068         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2069                 if (iter->oom_lock) {
2070                         /*
2071                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2072                          * so we cannot give a lock.
2073                          */
2074                         failed = iter;
2075                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2076                         break;
2077                 } else
2078                         iter->oom_lock = true;
2079         }
2080
2081         if (failed) {
2082                 /*
2083                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2084                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2085                  */
2086                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2087                         if (iter == failed) {
2088                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2089                                 break;
2090                         }
2091                         iter->oom_lock = false;
2092                 }
2093         } else
2094                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2095
2096         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2097
2098         return !failed;
2099 }
2100
2101 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2102 {
2103         struct mem_cgroup *iter;
2104
2105         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2106         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2107         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2108                 iter->oom_lock = false;
2109         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2110 }
2111
2112 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *iter;
2115
2116         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2117                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2118 }
2119
2120 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2121 {
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         /*
2125          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2126          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2127          * atomic_add_unless() here.
2128          */
2129         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2130                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2131 }
2132
2133 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2134
2135 struct oom_wait_info {
2136         struct mem_cgroup *memcg;
2137         wait_queue_t    wait;
2138 };
2139
2140 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2141         unsigned mode, int sync, void *arg)
2142 {
2143         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2144         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2145         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2146
2147         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2148         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2149
2150         /*
2151          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2152          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2153          */
2154         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2155                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2156                 return 0;
2157         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2158 }
2159
2160 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2161 {
2162         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2163         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2164         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2165 }
2166
2167 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2168 {
2169         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2170                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2171 }
2172
2173 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2174 {
2175         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2176                 return;
2177         /*
2178          * We are in the middle of the charge context here, so we
2179          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2180          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2181          *
2182          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2183          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2184          * invocation might not even be necessary.
2185          *
2186          * That's why we don't do anything here except remember the
2187          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2188          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2189          * and when we know whether the fault was overall successful.
2190          */
2191         css_get(&memcg->css);
2192         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2193         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2194         current->memcg_oom.order = order;
2195 }
2196
2197 /**
2198  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2199  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2200  *
2201  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2202  * handler was enabled.
2203  *
2204  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2205  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2206  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2207  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2208  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2209  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2210  *
2211  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2212  * completed, %false otherwise.
2213  */
2214 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2215 {
2216         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2217         struct oom_wait_info owait;
2218         bool locked;
2219
2220         /* OOM is global, do not handle */
2221         if (!memcg)
2222                 return false;
2223
2224         if (!handle)
2225                 goto cleanup;
2226
2227         owait.memcg = memcg;
2228         owait.wait.flags = 0;
2229         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2230         owait.wait.private = current;
2231         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2232
2233         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2234         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2235
2236         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2237
2238         if (locked)
2239                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2240
2241         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2242                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2243                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2244                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2245                                          current->memcg_oom.order);
2246         } else {
2247                 schedule();
2248                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2249                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2250         }
2251
2252         if (locked) {
2253                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2254                 /*
2255                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2256                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2257                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2258                  */
2259                 memcg_oom_recover(memcg);
2260         }
2261 cleanup:
2262         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2263         css_put(&memcg->css);
2264         return true;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2269  *
2270  * Notes: Race condition
2271  *
2272  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2273  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2274  * to do so _always_.
2275  *
2276  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2277  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2278  * are no race with "charge".
2279  *
2280  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2281  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2282  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2283  * by flags.
2284  *
2285  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2286  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2287  * of race or not. If there is, we take a lock.
2288  */
2289
2290 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2291                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2292 {
2293         struct mem_cgroup *memcg;
2294         struct page_cgroup *pc;
2295
2296         pc = lookup_page_cgroup(page);
2297 again:
2298         memcg = pc->mem_cgroup;
2299         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2300                 return;
2301         /*
2302          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2303          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2304          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2305          * rcu_read_unlock().
2306          */
2307         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2308         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2309                 return;
2310
2311         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2312         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2313                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2314                 goto again;
2315         }
2316         *locked = true;
2317 }
2318
2319 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2320 {
2321         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2322
2323         /*
2324          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2325          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2326          * should take move_lock_mem_cgroup().
2327          */
2328         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2329 }
2330
2331 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2332                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2333 {
2334         struct mem_cgroup *memcg;
2335         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2336         unsigned long uninitialized_var(flags);
2337
2338         if (mem_cgroup_disabled())
2339                 return;
2340
2341         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2342         memcg = pc->mem_cgroup;
2343         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2344                 return;
2345
2346         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2351  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2352  */
2353 #define CHARGE_BATCH    32U
2354 struct memcg_stock_pcp {
2355         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2356         unsigned int nr_pages;
2357         struct work_struct work;
2358         unsigned long flags;
2359 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2360 };
2361 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2362 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2363
2364 /**
2365  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2366  * @memcg: memcg to consume from.
2367  * @nr_pages: how many pages to charge.
2368  *
2369  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2370  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2371  * service an allocation will refill the stock.
2372  *
2373  * returns true if successful, false otherwise.
2374  */
2375 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2376 {
2377         struct memcg_stock_pcp *stock;
2378         bool ret = true;
2379
2380         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2381                 return false;
2382
2383         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2384         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2385                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2386         else /* need to call res_counter_charge */
2387                 ret = false;
2388         put_cpu_var(memcg_stock);
2389         return ret;
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2394  */
2395 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2396 {
2397         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2398
2399         if (stock->nr_pages) {
2400                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2401
2402                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2403                 if (do_swap_account)
2404                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2405                 stock->nr_pages = 0;
2406         }
2407         stock->cached = NULL;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2412  * a thread which is pinned to local cpu.
2413  */
2414 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2415 {
2416         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2417         drain_stock(stock);
2418         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2419 }
2420
2421 static void __init memcg_stock_init(void)
2422 {
2423         int cpu;
2424
2425         for_each_possible_cpu(cpu) {
2426                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2427                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2428                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2429         }
2430 }
2431
2432 /*
2433  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2434  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2435  */
2436 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2437 {
2438         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2439
2440         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2441                 drain_stock(stock);
2442                 stock->cached = memcg;
2443         }
2444         stock->nr_pages += nr_pages;
2445         put_cpu_var(memcg_stock);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2450  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2451  * until the work is done.
2452  */
2453 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2454 {
2455         int cpu, curcpu;
2456
2457         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2458         get_online_cpus();
2459         curcpu = get_cpu();
2460         for_each_online_cpu(cpu) {
2461                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2462                 struct mem_cgroup *memcg;
2463
2464                 memcg = stock->cached;
2465                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2466                         continue;
2467                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2468                         continue;
2469                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2470                         if (cpu == curcpu)
2471                                 drain_local_stock(&stock->work);
2472                         else
2473                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2474                 }
2475         }
2476         put_cpu();
2477
2478         if (!sync)
2479                 goto out;
2480
2481         for_each_online_cpu(cpu) {
2482                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2483                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2484                         flush_work(&stock->work);
2485         }
2486 out:
2487         put_online_cpus();
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2492  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2493  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2494  * it.
2495  */
2496 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2497 {
2498         /*
2499          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2500          */
2501         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2502                 return;
2503         drain_all_stock(root_memcg, false);
2504         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2505 }
2506
2507 /* This is a synchronous drain interface. */
2508 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2509 {
2510         /* called when force_empty is called */
2511         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2512         drain_all_stock(root_memcg, true);
2513         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2518  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2519  */
2520 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2521 {
2522         int i;
2523
2524         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2525         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2526                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2527
2528                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2529                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2530         }
2531         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2532                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2533
2534                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2535                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2536         }
2537         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2538 }
2539
2540 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2541                                         unsigned long action,
2542                                         void *hcpu)
2543 {
2544         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2545         struct memcg_stock_pcp *stock;
2546         struct mem_cgroup *iter;
2547
2548         if (action == CPU_ONLINE)
2549                 return NOTIFY_OK;
2550
2551         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2552                 return NOTIFY_OK;
2553
2554         for_each_mem_cgroup(iter)
2555                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2556
2557         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2558         drain_stock(stock);
2559         return NOTIFY_OK;
2560 }
2561
2562
2563 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2564 enum {
2565         CHARGE_OK,              /* success */
2566         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2567         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2568         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2569 };
2570
2571 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2572                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2573                                 bool invoke_oom)
2574 {
2575         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2576         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2577         struct res_counter *fail_res;
2578         unsigned long flags = 0;
2579         int ret;
2580
2581         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2582
2583         if (likely(!ret)) {
2584                 if (!do_swap_account)
2585                         return CHARGE_OK;
2586                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2587                 if (likely(!ret))
2588                         return CHARGE_OK;
2589
2590                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2591                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2592                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2593         } else
2594                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2595         /*
2596          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2597          * single page instead.
2598          */
2599         if (nr_pages > min_pages)
2600                 return CHARGE_RETRY;
2601
2602         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2603                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2604
2605         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2606                 return CHARGE_NOMEM;
2607
2608         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2609         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2610                 return CHARGE_RETRY;
2611         /*
2612          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2613          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2614          * before killing the task.
2615          *
2616          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2617          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2618          * to regular pages anyway in case of failure.
2619          */
2620         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2621                 return CHARGE_RETRY;
2622
2623         /*
2624          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2625          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2626          */
2627         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2628                 return CHARGE_RETRY;
2629
2630         if (invoke_oom)
2631                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2632
2633         return CHARGE_NOMEM;
2634 }
2635
2636 /**
2637  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2638  * @memcg: memcg to charge
2639  * @nr_pages: number of pages to charge
2640  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2641  *
2642  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2643  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2644  */
2645 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2646                                  gfp_t gfp_mask,
2647                                  unsigned int nr_pages,
2648                                  bool oom)
2649 {
2650         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2651         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2652         int ret;
2653
2654         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2655                 goto done;
2656         /*
2657          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2658          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2659          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2660          * free their memory.
2661          */
2662         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2663                      fatal_signal_pending(current) ||
2664                      current->flags & PF_EXITING))
2665                 goto bypass;
2666
2667         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2668                 goto nomem;
2669
2670         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2671                 oom = false;
2672 again:
2673         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2674                 goto done;
2675
2676         do {
2677                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2678
2679                 /* If killed, bypass charge */
2680                 if (fatal_signal_pending(current))
2681                         goto bypass;
2682
2683                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2684                                            nr_pages, invoke_oom);
2685                 switch (ret) {
2686                 case CHARGE_OK:
2687                         break;
2688                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2689                         batch = nr_pages;
2690                         goto again;
2691                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2692                         goto nomem;
2693                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2694                         if (!oom || invoke_oom)
2695                                 goto nomem;
2696                         nr_oom_retries--;
2697                         break;
2698                 }
2699         } while (ret != CHARGE_OK);
2700
2701         if (batch > nr_pages)
2702                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2703 done:
2704         return 0;
2705 nomem:
2706         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2707                 return -ENOMEM;
2708 bypass:
2709         return -EINTR;
2710 }
2711
2712 /**
2713  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2714  * @mm: mm_struct to charge
2715  * @nr_pages: number of pages to charge
2716  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2717  *
2718  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2719  * NULL the charge failed.
2720  */
2721 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2722                                  gfp_t gfp_mask,
2723                                  unsigned int nr_pages,
2724                                  bool oom)
2725
2726 {
2727         struct mem_cgroup *memcg;
2728         int ret;
2729
2730         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2731         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2732         css_put(&memcg->css);
2733         if (ret == -EINTR)
2734                 memcg = root_mem_cgroup;
2735         else if (ret)
2736                 memcg = NULL;
2737
2738         return memcg;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2743  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2744  * gotten by try_charge().
2745  */
2746 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2747                                        unsigned int nr_pages)
2748 {
2749         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2750                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2751
2752                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2753                 if (do_swap_account)
2754                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2755         }
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2760  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2761  */
2762 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2763                                         unsigned int nr_pages)
2764 {
2765         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2766
2767         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2768                 return;
2769
2770         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2771         if (do_swap_account)
2772                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2773                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2774 }
2775
2776 /*
2777  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2778  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2779  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2780  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2781  */
2782 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2783 {
2784         /* ID 0 is unused ID */
2785         if (!id)
2786                 return NULL;
2787         return mem_cgroup_from_id(id);
2788 }
2789
2790 /**
2791  * mem_cgroup_within_guarantee - checks whether given memcg is within its
2792  * memory guarantee
2793  * @memcg: target memcg for the reclaim
2794  * @root: root of the reclaim hierarchy (null for the global reclaim)
2795  *
2796  * The given group is within its reclaim gurantee if it is below its low limit
2797  * or the same applies for any parent up the hierarchy until root (including).
2798  * Such a group might be excluded from the reclaim.
2799  */
2800 bool mem_cgroup_within_guarantee(struct mem_cgroup *memcg,
2801                 struct mem_cgroup *root)
2802 {
2803         do {
2804                 if (!res_counter_low_limit_excess(&memcg->res))
2805                         return true;
2806                 if (memcg == root)
2807                         break;
2808
2809         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2810
2811         return false;
2812 }
2813
2814 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2815 {
2816         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2817         struct page_cgroup *pc;
2818         unsigned short id;
2819         swp_entry_t ent;
2820
2821         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2822
2823         pc = lookup_page_cgroup(page);
2824         lock_page_cgroup(pc);
2825         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2826                 memcg = pc->mem_cgroup;
2827                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2828                         memcg = NULL;
2829         } else if (PageSwapCache(page)) {
2830                 ent.val = page_private(page);
2831                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2832                 rcu_read_lock();
2833                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2834                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2835                         memcg = NULL;
2836                 rcu_read_unlock();
2837         }
2838         unlock_page_cgroup(pc);
2839         return memcg;
2840 }
2841
2842 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2843                                        struct page *page,
2844                                        unsigned int nr_pages,
2845                                        enum charge_type ctype,
2846                                        bool lrucare)
2847 {
2848         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2849         struct zone *uninitialized_var(zone);
2850         struct lruvec *lruvec;
2851         bool was_on_lru = false;
2852         bool anon;
2853
2854         lock_page_cgroup(pc);
2855         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2856         /*
2857          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2858          * accessed by any other context at this point.
2859          */
2860
2861         /*
2862          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2863          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2864          */
2865         if (lrucare) {
2866                 zone = page_zone(page);
2867                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2868                 if (PageLRU(page)) {
2869                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2870                         ClearPageLRU(page);
2871                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2872                         was_on_lru = true;
2873                 }
2874         }
2875
2876         pc->mem_cgroup = memcg;
2877         /*
2878          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2879          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2880          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2881          * before USED bit, we need memory barrier here.
2882          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2883          */
2884         smp_wmb();
2885         SetPageCgroupUsed(pc);
2886
2887         if (lrucare) {
2888                 if (was_on_lru) {
2889                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2890                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2891                         SetPageLRU(page);
2892                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2893                 }
2894                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2895         }
2896
2897         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2898                 anon = true;
2899         else
2900                 anon = false;
2901
2902         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2903         unlock_page_cgroup(pc);
2904
2905         /*
2906          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2907          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2908          * if they exceeds softlimit.
2909          */
2910         memcg_check_events(memcg, page);
2911 }
2912
2913 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2914
2915 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2916 /*
2917  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2918  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2919  */
2920 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2921
2922 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2923
2924 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2925 {
2926         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2927                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2932  * in the memcg_cache_params struct.
2933  */
2934 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2935 {
2936         struct kmem_cache *cachep;
2937
2938         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2939         cachep = p->root_cache;
2940         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2941 }
2942
2943 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2944 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2945 {
2946         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2947         struct memcg_cache_params *params;
2948
2949         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2950                 return -EIO;
2951
2952         print_slabinfo_header(m);
2953
2954         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2955         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2956                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2957         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2958
2959         return 0;
2960 }
2961 #endif
2962
2963 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2964 {
2965         struct res_counter *fail_res;
2966         int ret = 0;
2967
2968         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2969         if (ret)
2970                 return ret;
2971
2972         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2973                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2974         if (ret == -EINTR)  {
2975                 /*
2976                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2977                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2978                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2979                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2980                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2981                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2982                  * our minds.
2983                  *
2984                  * This condition will only trigger if the task entered
2985                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2986                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2987                  * dying when the allocation triggers should have been already
2988                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2989                  */
2990                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2991                 if (do_swap_account)
2992                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2993                                                   &fail_res);
2994                 ret = 0;
2995         } else if (ret)
2996                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2997
2998         return ret;
2999 }
3000
3001 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3002 {
3003         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3004         if (do_swap_account)
3005                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3006
3007         /* Not down to 0 */
3008         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3009                 return;
3010
3011         /*
3012          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3013          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3014          * outliving the memcg existence.
3015          *
3016          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3017          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3018          */
3019         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3020                 css_put(&memcg->css);
3021 }
3022
3023 /*
3024  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3025  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3026  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3027  */
3028 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3029 {
3030         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3031 }
3032
3033 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3034 {
3035         ssize_t size;
3036         if (num_groups <= 0)
3037                 return 0;
3038
3039         size = 2 * num_groups;
3040         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3041                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3042         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3043                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3044
3045         return size;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3050  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3051  * calling this.
3052  */
3053 void memcg_update_array_size(int num)
3054 {
3055         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3056                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3057 }
3058
3059 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3060 {
3061         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3062
3063         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3064
3065         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3066                 int i;
3067                 struct memcg_cache_params *new_params;
3068                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3069
3070                 size *= sizeof(void *);
3071                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3072
3073                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3074                 if (!new_params)
3075                         return -ENOMEM;
3076
3077                 new_params->is_root_cache = true;
3078
3079                 /*
3080                  * There is the chance it will be bigger than
3081                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3082                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3083                  * have a bigger array.
3084                  *
3085                  * But if that is the case, the data after
3086                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3087                  */
3088                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3089                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3090                                 continue;
3091                         new_params->memcg_caches[i] =
3092                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3093                 }
3094
3095                 /*
3096                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3097                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3098                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3099                  *
3100                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3101                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3102                  * anyway.
3103                  */
3104                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3105                 if (cur_params)
3106                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3107         }
3108         return 0;
3109 }
3110
3111 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3112                              struct kmem_cache *root_cache)
3113 {
3114         size_t size;
3115
3116         if (!memcg_kmem_enabled())
3117                 return 0;
3118
3119         if (!memcg) {
3120                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3121                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3122         } else
3123                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3124
3125         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3126         if (!s->memcg_params)
3127                 return -ENOMEM;
3128
3129         if (memcg) {
3130                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3131                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3132                 css_get(&memcg->css);
3133         } else
3134                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3135
3136         return 0;
3137 }
3138
3139 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3140 {
3141         if (!s->memcg_params)
3142                 return;
3143         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3144                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3145         kfree(s->memcg_params);
3146 }
3147
3148 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3149                                  struct kmem_cache *root_cache)
3150 {
3151         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3152                                                      memcg_slab_mutex */
3153         struct kmem_cache *cachep;
3154         int id;
3155
3156         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3157
3158         id = memcg_cache_id(memcg);
3159
3160         /*
3161          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3162          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3163          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3164          */
3165         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3166                 return;
3167
3168         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3169         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3170         /*
3171          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3172          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3173          * cache.
3174          */
3175         if (!cachep)
3176                 return;
3177
3178         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3179
3180         /*
3181          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3182          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3183          * initialized.
3184          */
3185         smp_wmb();
3186
3187         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3188         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3189 }
3190
3191 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3192 {
3193         struct kmem_cache *root_cache;
3194         struct mem_cgroup *memcg;
3195         int id;
3196
3197         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3198
3199         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3200
3201         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3202         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3203         id = memcg_cache_id(memcg);
3204
3205         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3206         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3207
3208         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3209
3210         kmem_cache_destroy(cachep);
3211 }
3212
3213 /*
3214  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3215  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3216  * enqueing new caches to be created.
3217  *
3218  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3219  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3220  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3221  * objects during debug.
3222  *
3223  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3224  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3225  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3226  * cache again, failing at the same point.
3227  *
3228  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3229  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3230  * inside the following two functions.
3231  */
3232 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3233 {
3234         VM_BUG_ON(!current->mm);
3235         current->memcg_kmem_skip_account++;
3236 }
3237
3238 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3239 {
3240         VM_BUG_ON(!current->mm);
3241         current->memcg_kmem_skip_account--;
3242 }
3243
3244 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3245 {
3246         struct kmem_cache *c;
3247         int i, failed = 0;
3248
3249         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3250         for_each_memcg_cache_index(i) {
3251                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3252                 if (!c)
3253                         continue;
3254
3255                 memcg_unregister_cache(c);
3256
3257                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3258                         failed++;
3259         }
3260         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3261         return failed;
3262 }
3263
3264 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3265 {
3266         struct kmem_cache *cachep;
3267         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3268
3269         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3270                 return;
3271
3272         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3273         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3274                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3275                 kmem_cache_shrink(cachep);
3276                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3277                         memcg_unregister_cache(cachep);
3278         }
3279         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3280 }
3281
3282 struct memcg_register_cache_work {
3283         struct mem_cgroup *memcg;
3284         struct kmem_cache *cachep;
3285         struct work_struct work;
3286 };
3287
3288 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3289 {
3290         struct memcg_register_cache_work *cw =
3291                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3292         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3293         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3294
3295         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3296         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3297         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3298
3299         css_put(&memcg->css);
3300         kfree(cw);
3301 }
3302
3303 /*
3304  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3305  */
3306 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3307                                             struct kmem_cache *cachep)
3308 {
3309         struct memcg_register_cache_work *cw;
3310
3311         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3312         if (cw == NULL) {
3313                 css_put(&memcg->css);
3314                 return;
3315         }
3316
3317         cw->memcg = memcg;
3318         cw->cachep = cachep;
3319
3320         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3321         schedule_work(&cw->work);
3322 }
3323
3324 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3325                                           struct kmem_cache *cachep)
3326 {
3327         /*
3328          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3329          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3330          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3331          *
3332          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3333          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3334          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3335          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3336          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3337          */
3338         memcg_stop_kmem_account();
3339         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3340         memcg_resume_kmem_account();
3341 }
3342
3343 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3344 {
3345         int res;
3346
3347         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3348                                 PAGE_SIZE << order);
3349         if (!res)
3350                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3351         return res;
3352 }
3353
3354 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3355 {
3356         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3357         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3358 }
3359
3360 /*
3361  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3362  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3363  *
3364  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3365  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3366  * in a workqueue.
3367  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3368  * the original cache.
3369  *
3370  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3371  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3372  */
3373 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3374                                           gfp_t gfp)
3375 {
3376         struct mem_cgroup *memcg;
3377         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3378
3379         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3380         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3381
3382         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3383                 return cachep;
3384
3385         rcu_read_lock();
3386         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3387
3388         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3389                 goto out;
3390
3391         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3392         if (likely(memcg_cachep)) {
3393                 cachep = memcg_cachep;
3394                 goto out;
3395         }
3396
3397         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3398         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3399                 goto out;
3400         rcu_read_unlock();
3401
3402         /*
3403          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3404          * context), we could be be predictable and return right away.
3405          * This would guarantee that the allocation being performed
3406          * already belongs in the new cache.
3407          *
3408          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3409          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3410          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3411          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3412          * defer everything.
3413          */
3414         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3415         return cachep;
3416 out:
3417         rcu_read_unlock();
3418         return cachep;
3419 }
3420
3421 /*
3422  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3423  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3424  * need a further commit step to do the final arrangements.
3425  *
3426  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3427  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3428  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3429  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3430  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3431  * the compiled-out case as well.
3432  *
3433  * Returning true means the allocation is possible.
3434  */
3435 bool
3436 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3437 {
3438         struct mem_cgroup *memcg;
3439         int ret;
3440
3441         *_memcg = NULL;
3442
3443         /*
3444          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3445          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3446          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3447          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3448          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3449          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3450          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3451          * altogether.
3452          *
3453          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3454          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3455          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3456          * the SLUB allocator:
3457          *
3458          *      memcg_stop_kmem_account();
3459          *      kmalloc(<large_number>)
3460          *      memcg_resume_kmem_account();
3461          *
3462          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3463          * since it will drive us directly to this function without passing
3464          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3465          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3466          * cache arrays. We bring this test here.
3467          */
3468         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3469                 return true;
3470
3471         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3472
3473         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3474                 css_put(&memcg->css);
3475                 return true;
3476         }
3477
3478         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3479         if (!ret)
3480                 *_memcg = memcg;
3481
3482         css_put(&memcg->css);
3483         return (ret == 0);
3484 }
3485
3486 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3487                               int order)
3488 {
3489         struct page_cgroup *pc;
3490
3491         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3492
3493         /* The page allocation failed. Revert */
3494         if (!page) {
3495                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3496                 return;
3497         }
3498
3499         pc = lookup_page_cgroup(page);
3500         lock_page_cgroup(pc);
3501         pc->mem_cgroup = memcg;
3502         SetPageCgroupUsed(pc);
3503         unlock_page_cgroup(pc);
3504 }
3505
3506 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3507 {
3508         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3509         struct page_cgroup *pc;
3510
3511
3512         pc = lookup_page_cgroup(page);
3513         /*
3514          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3515          * check again after locking.
3516          */
3517         if (!PageCgroupUsed(pc))
3518                 return;
3519
3520         lock_page_cgroup(pc);
3521         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3522                 memcg = pc->mem_cgroup;
3523                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3524         }
3525         unlock_page_cgroup(pc);
3526
3527         /*
3528          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3529          * is a valid allocation
3530          */
3531         if (!memcg)
3532                 return;
3533
3534         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3535         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3536 }
3537 #else
3538 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3539 {
3540 }
3541 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3542
3543 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3544
3545 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3546 /*
3547  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3548  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3549  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3550  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3551  */
3552 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3553 {
3554         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3555         struct page_cgroup *pc;
3556         struct mem_cgroup *memcg;
3557         int i;
3558
3559         if (mem_cgroup_disabled())
3560                 return;
3561
3562         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3563         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3564                 pc = head_pc + i;
3565                 pc->mem_cgroup = memcg;
3566                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3567                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3568         }
3569         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3570                        HPAGE_PMD_NR);
3571 }
3572 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3573
3574 /**
3575  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3576  * @page: the page
3577  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3578  * @pc: page_cgroup of the page.
3579  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3580  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3581  *
3582  * The caller must confirm following.
3583  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3584  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3585  *
3586  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3587  * from old cgroup.
3588  */
3589 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3590                                    unsigned int nr_pages,
3591                                    struct page_cgroup *pc,
3592                                    struct mem_cgroup *from,
3593                                    struct mem_cgroup *to)
3594 {
3595         unsigned long flags;
3596         int ret;
3597         bool anon = PageAnon(page);
3598
3599         VM_BUG_ON(from == to);
3600         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3601         /*
3602          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3603          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3604          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3605          * hold it.
3606          */
3607         ret = -EBUSY;
3608         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3609                 goto out;
3610
3611         lock_page_cgroup(pc);
3612
3613         ret = -EINVAL;
3614         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3615                 goto unlock;
3616
3617         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3618
3619         if (!anon && page_mapped(page)) {
3620                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3621                                nr_pages);
3622                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3623                                nr_pages);
3624         }
3625
3626         if (PageWriteback(page)) {
3627                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3628                                nr_pages);
3629                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3630                                nr_pages);
3631         }
3632
3633         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3634
3635         /* caller should have done css_get */
3636         pc->mem_cgroup = to;
3637         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3638         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3639         ret = 0;
3640 unlock:
3641         unlock_page_cgroup(pc);
3642         /*
3643          * check events
3644          */
3645         memcg_check_events(to, page);
3646         memcg_check_events(from, page);
3647 out:
3648         return ret;
3649 }
3650
3651 /**
3652  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3653  * @page: the page to move
3654  * @pc: page_cgroup of the page
3655  * @child: page's cgroup
3656  *
3657  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3658  * parent (aka use_hierarchy==0).
3659  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3660  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3661  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3662  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3663  * on the next attempt and the call should be retried later.
3664  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3665  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3666  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3667  * LRU or vanish.
3668  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3669  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3670  * disappear in the next attempt.
3671  */
3672 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3673                                   struct page_cgroup *pc,
3674                                   struct mem_cgroup *child)
3675 {
3676         struct mem_cgroup *parent;
3677         unsigned int nr_pages;
3678         unsigned long uninitialized_var(flags);
3679         int ret;
3680
3681         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3682
3683         ret = -EBUSY;
3684         if (!get_page_unless_zero(page))
3685                 goto out;
3686         if (isolate_lru_page(page))
3687                 goto put;
3688
3689         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3690
3691         parent = parent_mem_cgroup(child);
3692         /*
3693          * If no parent, move charges to root cgroup.
3694          */
3695         if (!parent)
3696                 parent = root_mem_cgroup;
3697
3698         if (nr_pages > 1) {
3699                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3700                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3701         }
3702
3703         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3704                                 pc, child, parent);
3705         if (!ret)
3706                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3707
3708         if (nr_pages > 1)
3709                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3710         putback_lru_page(page);
3711 put:
3712         put_page(page);
3713 out:
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3718                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3719 {
3720         unsigned int nr_pages = 1;
3721         struct mem_cgroup *memcg;
3722         bool oom = true;
3723
3724         if (mem_cgroup_disabled())
3725                 return 0;
3726
3727         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3728         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3729         VM_BUG_ON(!mm);
3730
3731         if (PageTransHuge(page)) {
3732                 nr_pages <<= compound_order(page);
3733                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3734                 /*
3735                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3736                  * fault handler will fall back to regular pages.
3737                  */
3738                 oom = false;
3739         }
3740
3741         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3742         if (!memcg)
3743                 return -ENOMEM;
3744         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3745                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3746         return 0;
3747 }
3748
3749 /*
3750  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3751  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3752  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3753  * "commit()" or removed by "cancel()"
3754  */
3755 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3756                                           struct page *page,
3757                                           gfp_t mask,
3758                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3759 {
3760         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3761         struct page_cgroup *pc;
3762         int ret;
3763
3764         pc = lookup_page_cgroup(page);
3765         /*
3766          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3767          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3768          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3769          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3770          * in turn serializes uncharging.
3771          */
3772         if (PageCgroupUsed(pc))
3773                 goto out;
3774         if (do_swap_account)
3775                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3776         if (!memcg)
3777                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3778         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3779         css_put(&memcg->css);
3780         if (ret == -EINTR)
3781                 memcg = root_mem_cgroup;
3782         else if (ret)
3783                 return ret;
3784 out:
3785         *memcgp = memcg;
3786         return 0;
3787 }
3788
3789 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3790                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3791 {
3792         if (mem_cgroup_disabled()) {
3793                 *memcgp = NULL;
3794                 return 0;
3795         }
3796         /*
3797          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3798          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3799          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3800          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3801          */
3802         if (!PageSwapCache(page)) {
3803                 struct mem_cgroup *memcg;
3804
3805                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3806                 if (!memcg)
3807                         return -ENOMEM;
3808                 *memcgp = memcg;
3809                 return 0;
3810         }
3811         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3812 }
3813
3814 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3815 {
3816         if (mem_cgroup_disabled())
3817                 return;
3818         if (!memcg)
3819                 return;
3820         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3821 }
3822
3823 static void
3824 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3825                                         enum charge_type ctype)
3826 {
3827         if (mem_cgroup_disabled())
3828                 return;
3829         if (!memcg)
3830                 return;
3831
3832         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3833         /*
3834          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3835          * counted both as mem and swap....double count.
3836          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3837          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3838          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3839          */
3840         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3841                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3842                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3843         }
3844 }
3845
3846 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3847                                      struct mem_cgroup *memcg)
3848 {
3849         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3850                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3851 }
3852
3853 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3854                                 gfp_t gfp_mask)
3855 {
3856         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3857         struct mem_cgroup *memcg;
3858         int ret;
3859
3860         if (mem_cgroup_disabled())
3861                 return 0;
3862         if (PageCompound(page))
3863                 return 0;
3864
3865         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3866                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3867                                                      gfp_mask, &memcg);
3868                 if (ret)
3869                         return ret;
3870                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3871                 return 0;
3872         }
3873
3874         /*
3875          * Page cache insertions can happen without an actual mm
3876          * context, e.g. during disk probing on boot.
3877          */
3878         if (unlikely(!mm))
3879                 memcg = root_mem_cgroup;
3880         else {
3881                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3882                 if (!memcg)
3883                         return -ENOMEM;
3884         }
3885         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3886         return 0;
3887 }
3888
3889 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3890                                    unsigned int nr_pages,
3891                                    const enum charge_type ctype)
3892 {
3893         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3894         bool uncharge_memsw = true;
3895
3896         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3897         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3898                 uncharge_memsw = false;
3899
3900         batch = &current->memcg_batch;
3901         /*
3902          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3903          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3904          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3905          */
3906         if (!batch->memcg)
3907                 batch->memcg = memcg;
3908         /*
3909          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3910          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3911          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3912          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3913          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3914          */
3915
3916         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3917                 goto direct_uncharge;
3918
3919         if (nr_pages > 1)
3920                 goto direct_uncharge;
3921
3922         /*
3923          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3924          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3925          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3926          */
3927         if (batch->memcg != memcg)
3928                 goto direct_uncharge;
3929         /* remember freed charge and uncharge it later */
3930         batch->nr_pages++;
3931         if (uncharge_memsw)
3932                 batch->memsw_nr_pages++;
3933         return;
3934 direct_uncharge:
3935         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3936         if (uncharge_memsw)
3937                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3938         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3939                 memcg_oom_recover(memcg);
3940 }
3941
3942 /*
3943  * uncharge if !page_mapped(page)
3944  */
3945 static struct mem_cgroup *
3946 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3947                              bool end_migration)
3948 {
3949         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3950         unsigned int nr_pages = 1;
3951         struct page_cgroup *pc;
3952         bool anon;
3953
3954         if (mem_cgroup_disabled())
3955                 return NULL;
3956
3957         if (PageTransHuge(page)) {
3958                 nr_pages <<= compound_order(page);
3959                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3960         }
3961         /*
3962          * Check if our page_cgroup is valid
3963          */
3964         pc = lookup_page_cgroup(page);
3965         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3966                 return NULL;
3967
3968         lock_page_cgroup(pc);
3969
3970         memcg = pc->mem_cgroup;
3971
3972         if (!PageCgroupUsed(pc))
3973                 goto unlock_out;
3974
3975         anon = PageAnon(page);
3976
3977         switch (ctype) {
3978         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3979                 /*
3980                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3981                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3982                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3983                  */
3984                 anon = true;
3985                 /* fallthrough */
3986         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3987                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3988                 if (page_mapped(page))
3989                         goto unlock_out;
3990                 /*
3991                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3992                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3993                  * unused post-migration page and so it has to call
3994                  * here with the migration bit still set.  See the
3995                  * res_counter handling below.
3996                  */
3997                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3998                         goto unlock_out;
3999                 break;
4000         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4001                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4002                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4003                                 goto unlock_out;
4004                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4005                                 goto unlock_out;
4006                 break;
4007         default:
4008                 break;
4009         }
4010
4011         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4012
4013         ClearPageCgroupUsed(pc);
4014         /*
4015          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4016          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4017          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4018          * special functions.
4019          */
4020
4021         unlock_page_cgroup(pc);
4022         /*
4023          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4024          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4025          */
4026         memcg_check_events(memcg, page);
4027         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4028                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4029                 css_get(&memcg->css);
4030         }
4031         /*
4032          * Migration does not charge the res_counter for the
4033          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4034          * page that is unused after the migration.
4035          */
4036         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4037                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4038
4039         return memcg;
4040
4041 unlock_out:
4042         unlock_page_cgroup(pc);
4043         return NULL;
4044 }
4045
4046 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4047 {
4048         /* early check. */
4049         if (page_mapped(page))
4050                 return;
4051         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4052         /*
4053          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4054          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4055          * and handles memcg lifetime.
4056          *
4057          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4058          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4059          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4060          * 0, there won't be any page table references to the swap
4061          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4062          * page to disk.
4063          */
4064         if (PageSwapCache(page))
4065                 return;
4066         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4067 }
4068
4069 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4070 {
4071         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4072         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4073         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4074 }
4075
4076 /*
4077  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4078  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4079  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4080  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4081  * This may be called prural(2) times in a context,
4082  */
4083
4084 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4085 {
4086         current->memcg_batch.do_batch++;
4087         /* We can do nest. */
4088         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4089                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4090                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4091                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4092         }
4093 }
4094
4095 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4096 {
4097         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4098
4099         if (!batch->do_batch)
4100                 return;
4101
4102         batch->do_batch--;
4103         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4104                 return;
4105
4106         if (!batch->memcg)
4107                 return;
4108         /*
4109          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4110          * bacause we hide charges behind us.
4111          */
4112         if (batch->nr_pages)
4113                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4114                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4115         if (batch->memsw_nr_pages)
4116                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4117                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4118         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4119         /* forget this pointer (for sanity check) */
4120         batch->memcg = NULL;
4121 }
4122
4123 #ifdef CONFIG_SWAP
4124 /*
4125  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4126  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4127  */
4128 void
4129 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4130 {
4131         struct mem_cgroup *memcg;
4132         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4133
4134         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4135                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4136
4137         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4138
4139         /*
4140          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4141          * css_get() was called in uncharge().
4142          */
4143         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4144                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4145 }
4146 #endif
4147
4148 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4149 /*
4150  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4151  * uncharge "memsw" account.
4152  */
4153 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4154 {
4155         struct mem_cgroup *memcg;
4156         unsigned short id;
4157
4158         if (!do_swap_account)
4159                 return;
4160
4161         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4162         rcu_read_lock();
4163         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4164         if (memcg) {
4165                 /*
4166                  * We uncharge this because swap is freed.  This memcg can
4167                  * be obsolete one. We avoid calling css_tryget_online().
4168                  */
4169                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4170                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4171                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4172                 css_put(&memcg->css);
4173         }
4174         rcu_read_unlock();
4175 }
4176
4177 /**
4178  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4179  * @entry: swap entry to be moved
4180  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4181  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4182  *
4183  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4184  * as the mem_cgroup's id of @from.
4185  *
4186  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4187  *
4188  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4189  * both res and memsw, and called css_get().
4190  */
4191 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4192                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4193 {
4194         unsigned short old_id, new_id;
4195
4196         old_id = mem_cgroup_id(from);
4197         new_id = mem_cgroup_id(to);
4198
4199         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4200                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4201                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4202                 /*
4203                  * This function is only called from task migration context now.
4204                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4205                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4206                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4207                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4208                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4209                  *
4210                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4211                  * alive, so we can just call css_get().
4212                  */
4213                 css_get(&to->css);
4214                 return 0;
4215         }
4216         return -EINVAL;
4217 }
4218 #else
4219 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4220                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4221 {
4222         return -EINVAL;
4223 }
4224 #endif
4225
4226 /*
4227  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4228  * page belongs to.
4229  */
4230 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4231                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4232 {
4233         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4234         unsigned int nr_pages = 1;
4235         struct page_cgroup *pc;
4236         enum charge_type ctype;
4237
4238         *memcgp = NULL;
4239
4240         if (mem_cgroup_disabled())
4241                 return;
4242
4243         if (PageTransHuge(page))
4244                 nr_pages <<= compound_order(page);
4245
4246         pc = lookup_page_cgroup(page);
4247         lock_page_cgroup(pc);
4248         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4249                 memcg = pc->mem_cgroup;
4250                 css_get(&memcg->css);
4251                 /*
4252                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4253                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4254                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4255                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4256                  * until end_migration() is called
4257                  *
4258                  * Corner Case Thinking
4259                  * A)
4260                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4261                  * while migration was ongoing.
4262                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4263                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4264                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4265                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4266                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4267                  *
4268                  * B)
4269                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4270                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4271                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4272                  * without charging it again.
4273                  *
4274                  * C)
4275                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4276                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4277                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4278                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4279                  */
4280                 if (PageAnon(page))
4281                         SetPageCgroupMigration(pc);
4282         }
4283         unlock_page_cgroup(pc);
4284         /*
4285          * If the page is not charged at this point,
4286          * we return here.
4287          */
4288         if (!memcg)
4289                 return;
4290
4291         *memcgp = memcg;
4292         /*
4293          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4294          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4295          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4296          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4297          */
4298         if (PageAnon(page))
4299                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4300         else
4301                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4302         /*
4303          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4304          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4305          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4306          */
4307         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4308 }
4309
4310 /* remove redundant charge if migration failed*/
4311 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4312         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4313 {
4314         struct page *used, *unused;
4315         struct page_cgroup *pc;
4316         bool anon;
4317
4318         if (!memcg)
4319                 return;
4320
4321         if (!migration_ok) {
4322                 used = oldpage;
4323                 unused = newpage;
4324         } else {
4325                 used = newpage;
4326                 unused = oldpage;
4327         }
4328         anon = PageAnon(used);
4329         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4330                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4331                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4332                                      true);
4333         css_put(&memcg->css);
4334         /*
4335          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4336          * of the page goes down to zero, temporarly.
4337          * Clear the flag and check the page should be charged.
4338          */
4339         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4340         lock_page_cgroup(pc);
4341         ClearPageCgroupMigration(pc);
4342         unlock_page_cgroup(pc);
4343
4344         /*
4345          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4346          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4347          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4348          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4349          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4350          * check. (see prepare_charge() also)
4351          */
4352         if (anon)
4353                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4354 }
4355
4356 /*
4357  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4358  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4359  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4360  */
4361 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4362                                   struct page *newpage)
4363 {
4364         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4365         struct page_cgroup *pc;
4366         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4367
4368         if (mem_cgroup_disabled())
4369                 return;
4370
4371         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4372         /* fix accounting on old pages */
4373         lock_page_cgroup(pc);
4374         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4375                 memcg = pc->mem_cgroup;
4376                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4377                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4378         }
4379         unlock_page_cgroup(pc);
4380
4381         /*
4382          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4383          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4384          */
4385         if (!memcg)
4386                 return;
4387         /*
4388          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4389          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4390          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4391          */
4392         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4393 }
4394
4395 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4396 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4397 {
4398         struct page_cgroup *pc;
4399
4400         pc = lookup_page_cgroup(page);
4401         /*
4402          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4403          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4404          * or when mem_cgroup_disabled().
4405          */
4406         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4407                 return pc;
4408         return NULL;
4409 }
4410
4411 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4412 {
4413         if (mem_cgroup_disabled())
4414                 return false;
4415
4416         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4417 }
4418
4419 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4420 {
4421         struct page_cgroup *pc;
4422
4423         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4424         if (pc) {
4425                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4426                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4427         }
4428 }
4429 #endif
4430
4431 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4432                                 unsigned long long val)
4433 {
4434         int retry_count;
4435         u64 memswlimit, memlimit;
4436         int ret = 0;
4437         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4438         u64 curusage, oldusage;
4439         int enlarge;
4440
4441         /*
4442          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4443          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4444          * of # of children which we should visit in this loop.
4445          */
4446         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4447
4448         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4449
4450         enlarge = 0;
4451         while (retry_count) {
4452                 if (signal_pending(current)) {
4453                         ret = -EINTR;
4454                         break;
4455                 }
4456                 /*
4457                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4458                  * open coded manner. You see what this really does.
4459                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4460                  */
4461                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4462                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4463                 if (memswlimit < val) {
4464                         ret = -EINVAL;
4465                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4466                         break;
4467                 }
4468
4469                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4470                 if (memlimit < val)
4471                         enlarge = 1;
4472
4473                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4474                 if (!ret) {
4475                         if (memswlimit == val)
4476                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4477                         else
4478                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4479                 }
4480                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4481
4482                 if (!ret)
4483                         break;
4484
4485                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4486                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4487                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4488                 /* Usage is reduced ? */
4489                 if (curusage >= oldusage)
4490                         retry_count--;
4491                 else
4492                         oldusage = curusage;
4493         }
4494         if (!ret && enlarge)
4495                 memcg_oom_recover(memcg);
4496
4497         return ret;
4498 }
4499
4500 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4501                                         unsigned long long val)
4502 {
4503         int retry_count;
4504         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4505         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4506         int ret = -EBUSY;
4507         int enlarge = 0;
4508
4509         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4510         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4511         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4512         while (retry_count) {
4513                 if (signal_pending(current)) {
4514                         ret = -EINTR;
4515                         break;
4516                 }
4517                 /*
4518                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4519                  * open coded manner. You see what this really does.
4520                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4521                  */
4522                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4523                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4524                 if (memlimit > val) {
4525                         ret = -EINVAL;
4526                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4527                         break;
4528                 }
4529                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4530                 if (memswlimit < val)
4531                         enlarge = 1;
4532                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4533                 if (!ret) {
4534                         if (memlimit == val)
4535                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4536                         else
4537                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4538                 }
4539                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4540
4541                 if (!ret)
4542                         break;
4543
4544                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4545                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4546                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4547                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4548                 /* Usage is reduced ? */
4549                 if (curusage >= oldusage)
4550                         retry_count--;
4551                 else
4552                         oldusage = curusage;
4553         }
4554         if (!ret && enlarge)
4555                 memcg_oom_recover(memcg);
4556         return ret;
4557 }
4558
4559 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4560                                             gfp_t gfp_mask,
4561                                             unsigned long *total_scanned)
4562 {
4563         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4564         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4565         unsigned long reclaimed;
4566         int loop = 0;
4567         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4568         unsigned long long excess;
4569         unsigned long nr_scanned;
4570
4571         if (order > 0)
4572                 return 0;
4573
4574         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4575         /*
4576          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4577          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4578          * pressure
4579          */
4580         do {
4581                 if (next_mz)
4582                         mz = next_mz;
4583                 else
4584                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4585                 if (!mz)
4586                         break;
4587
4588                 nr_scanned = 0;
4589                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4590                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4591                 nr_reclaimed += reclaimed;
4592                 *total_scanned += nr_scanned;
4593                 spin_lock(&mctz->lock);
4594
4595                 /*
4596                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4597                  * it is time to move on to the next cgroup
4598                  */
4599                 next_mz = NULL;
4600                 if (!reclaimed) {
4601                         do {
4602                                 /*
4603                                  * Loop until we find yet another one.
4604                                  *
4605                                  * By the time we get the soft_limit lock
4606                                  * again, someone might have aded the
4607                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4608                                  * make sure we get a different mem.
4609                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4610                                  * NULL if no other cgroup is present on
4611                                  * the tree
4612                                  */
4613                                 next_mz =
4614                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4615                                 if (next_mz == mz)
4616                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4617                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4618                                         break;
4619                         } while (1);
4620                 }
4621                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4622                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4623                 /*
4624                  * One school of thought says that we should not add
4625                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4626                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4627                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4628                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4629                  * term TODO.
4630                  */
4631                 /* If excess == 0, no tree ops */
4632                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4633                 spin_unlock(&mctz->lock);
4634                 css_put(&mz->memcg->css);
4635                 loop++;
4636                 /*
4637                  * Could not reclaim anything and there are no more
4638                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4639                  * reclaiming anything.
4640                  */
4641                 if (!nr_reclaimed &&
4642                         (next_mz == NULL ||
4643                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4644                         break;
4645         } while (!nr_reclaimed);
4646         if (next_mz)
4647                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4648         return nr_reclaimed;
4649 }
4650
4651 /**
4652  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4653  * @memcg: group to clear
4654  * @node: NUMA node
4655  * @zid: zone id
4656  * @lru: lru to to clear
4657  *
4658  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4659  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4660  * group.
4661  */
4662 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4663                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4664 {
4665         struct lruvec *lruvec;
4666         unsigned long flags;
4667         struct list_head *list;
4668         struct page *busy;
4669         struct zone *zone;
4670
4671         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4672         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4673         list = &lruvec->lists[lru];
4674
4675         busy = NULL;
4676         do {
4677                 struct page_cgroup *pc;
4678                 struct page *page;
4679
4680                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4681                 if (list_empty(list)) {
4682                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4683                         break;
4684                 }
4685                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4686                 if (busy == page) {
4687                         list_move(&page->lru, list);
4688                         busy = NULL;
4689                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4690                         continue;
4691                 }
4692                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4693
4694                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4695
4696                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4697                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4698                         busy = page;
4699                         cond_resched();
4700                 } else
4701                         busy = NULL;
4702         } while (!list_empty(list));
4703 }
4704
4705 /*
4706  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4707  * all the charges and pages to the parent.
4708  * This enables deleting this mem_cgroup.
4709  *
4710  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4711  */
4712 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4713 {
4714         int node, zid;
4715         u64 usage;
4716
4717         do {
4718                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4719                 lru_add_drain_all();
4720                 drain_all_stock_sync(memcg);
4721                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4722                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4723                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4724                                 enum lru_list lru;
4725                                 for_each_lru(lru) {
4726                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4727                                                         node, zid, lru);
4728                                 }
4729                         }
4730                 }
4731                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4732                 memcg_oom_recover(memcg);
4733                 cond_resched();
4734
4735                 /*
4736                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4737                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4738                  * expect their value to drop to 0 here.
4739                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4740                  *
4741                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4742                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4743                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4744                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4745                  * charge before adding to the LRU.
4746                  */
4747                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4748                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4749         } while (usage > 0);
4750 }
4751
4752 /*
4753  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4754  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4755  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4756  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4757  */
4758 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4759 {
4760         bool ret;
4761
4762         /*
4763          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4764          * it prevents a new child from being initialized based on this
4765          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4766          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4767          */
4768         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4769
4770         rcu_read_lock();
4771         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4772         rcu_read_unlock();
4773         return ret;
4774 }
4775
4776 /*
4777  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4778  * the rest to the parent.
4779  *
4780  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4781  */
4782 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4783 {
4784         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4785
4786         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4787         lru_add_drain_all();
4788         /* try to free all pages in this cgroup */
4789         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4790                 int progress;
4791
4792                 if (signal_pending(current))
4793                         return -EINTR;
4794
4795                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4796                                                 false);
4797                 if (!progress) {
4798                         nr_retries--;
4799                         /* maybe some writeback is necessary */
4800                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4801                 }
4802
4803         }
4804
4805         return 0;
4806 }
4807
4808 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4809                                             char *buf, size_t nbytes,
4810                                             loff_t off)
4811 {
4812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4813
4814         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4815                 return -EINVAL;
4816         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4817 }
4818
4819 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4820                                      struct cftype *cft)
4821 {
4822         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4823 }
4824
4825 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4826                                       struct cftype *cft, u64 val)
4827 {
4828         int retval = 0;
4829         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4830         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4831
4832         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4833
4834         if (memcg->use_hierarchy == val)
4835                 goto out;
4836
4837         /*
4838          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4839          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4840          * occur, provided the current cgroup has no children.
4841          *
4842          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4843          * set if there are no children.
4844          */
4845         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4846                                 (val == 1 || val == 0)) {
4847                 if (!memcg_has_children(memcg))
4848                         memcg->use_hierarchy = val;
4849                 else
4850                         retval = -EBUSY;
4851         } else
4852                 retval = -EINVAL;
4853
4854 out:
4855         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4856
4857         return retval;
4858 }
4859
4860
4861 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4862                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4863 {
4864         struct mem_cgroup *iter;
4865         long val = 0;
4866
4867         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4868         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4869                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4870
4871         if (val < 0) /* race ? */
4872                 val = 0;
4873         return val;
4874 }
4875
4876 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4877 {
4878         u64 val;
4879
4880         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4881                 if (!swap)
4882                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4883                 else
4884                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4885         }
4886
4887         /*
4888          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4889          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4890          */
4891         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4892         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4893
4894         if (swap)
4895                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4896
4897         return val << PAGE_SHIFT;
4898 }
4899
4900 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4901                                    struct cftype *cft)
4902 {
4903         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4904         u64 val;
4905         int name;
4906         enum res_type type;
4907
4908         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4909         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4910
4911         switch (type) {
4912         case _MEM:
4913                 if (name == RES_USAGE)
4914                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4915                 else
4916                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4917                 break;
4918         case _MEMSWAP:
4919                 if (name == RES_USAGE)
4920                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4921                 else
4922                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4923                 break;
4924         case _KMEM:
4925                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4926                 break;
4927         default:
4928                 BUG();
4929         }
4930
4931         return val;
4932 }
4933
4934 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4935 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4936 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4937                                  unsigned long long limit)
4938 {
4939         int err = 0;
4940         int memcg_id;
4941
4942         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4943                 return 0;
4944
4945         /*
4946          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4947          * cgroups so let's stop accounting here.
4948          */
4949         memcg_stop_kmem_account();
4950
4951         /*
4952          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4953          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4954          * already joined.
4955          *
4956          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4957          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4958          * place, which makes the value quite meaningless.
4959          *
4960          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4961          * of course permitted.
4962          */
4963         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4964         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4965             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4966                 err = -EBUSY;
4967         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4968         if (err)
4969                 goto out;
4970
4971         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4972                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4973         if (memcg_id < 0) {
4974                 err = memcg_id;
4975                 goto out;
4976         }
4977
4978         /*
4979          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4980          * memcg_params.
4981          */
4982         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4983         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4984         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4985         if (err)
4986                 goto out_rmid;
4987
4988         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4989         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4990
4991         /*
4992          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4993          * active bit set yet, so this should succeed.
4994          */
4995         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4996         VM_BUG_ON(err);
4997
4998         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4999         /*
5000          * Setting the active bit after enabling static branching will
5001          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5002          * patched.
5003          */
5004         memcg_kmem_set_active(memcg);
5005 out:
5006         memcg_resume_kmem_account();
5007         return err;
5008
5009 out_rmid:
5010         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5011         goto out;
5012 }
5013
5014 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5015                                unsigned long long limit)
5016 {
5017         int ret;
5018
5019         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5020         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5021         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5022         return ret;
5023 }
5024
5025 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5026                                    unsigned long long val)
5027 {
5028         int ret;
5029
5030         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5031                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5032         else
5033                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5034         return ret;
5035 }
5036
5037 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5038 {
5039         int ret = 0;
5040         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5041
5042         if (!parent)
5043                 return 0;
5044
5045         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5046         /*
5047          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5048          * after this point, because it has at least one child already.
5049          */
5050         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5051                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5052         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5053         return ret;
5054 }
5055 #else
5056 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5057                                    unsigned long long val)
5058 {
5059         return -EINVAL;
5060 }
5061 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5062
5063 /*
5064  * The user of this function is...
5065  * RES_LIMIT.
5066  */
5067 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
5068                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5069 {
5070         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5071         enum res_type type;
5072         int name;
5073         unsigned long long val;
5074         int ret;
5075
5076         buf = strstrip(buf);
5077         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5078         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5079
5080         switch (name) {
5081         case RES_LIMIT:
5082                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5083                         ret = -EINVAL;
5084                         break;
5085                 }
5086                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5087                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5088                 if (ret)
5089                         break;
5090                 if (type == _MEM)
5091                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5092                 else if (type == _MEMSWAP)
5093                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5094                 else if (type == _KMEM)
5095                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5096                 else
5097                         return -EINVAL;
5098                 break;
5099         case RES_SOFT_LIMIT:
5100                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5101                 if (ret)
5102                         break;
5103                 /*
5104                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5105                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5106                  * control without swap
5107                  */
5108                 if (type == _MEM)
5109                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5110                 else
5111                         ret = -EINVAL;
5112                 break;
5113         default:
5114                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5115                 break;
5116         }
5117         return ret ?: nbytes;
5118 }
5119
5120 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5121                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5122 {
5123         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5124
5125         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5126         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5127         if (!memcg->use_hierarchy)
5128                 goto out;
5129
5130         while (memcg->css.parent) {
5131                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
5132                 if (!memcg->use_hierarchy)
5133                         break;
5134                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5135                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5136                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5137                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5138         }
5139 out:
5140         *mem_limit = min_limit;
5141         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5142 }
5143
5144 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
5145                                 size_t nbytes, loff_t off)
5146 {
5147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5148         int name;
5149         enum res_type type;
5150
5151         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5152         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5153
5154         switch (name) {
5155         case RES_MAX_USAGE:
5156                 if (type == _MEM)
5157                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5158                 else if (type == _MEMSWAP)
5159                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5160                 else if (type == _KMEM)
5161                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5162                 else
5163                         return -EINVAL;
5164                 break;
5165         case RES_FAILCNT:
5166                 if (type == _MEM)
5167                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5168                 else if (type == _MEMSWAP)
5169                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5170                 else if (type == _KMEM)
5171                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5172                 else
5173                         return -EINVAL;
5174                 break;
5175         }
5176
5177         return nbytes;
5178 }
5179
5180 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5181                                         struct cftype *cft)
5182 {
5183         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5184 }
5185
5186 #ifdef CONFIG_MMU
5187 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5188                                         struct cftype *cft, u64 val)
5189 {
5190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5191
5192         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5193                 return -EINVAL;
5194
5195         /*
5196          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5197          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5198          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5199          * affect task migrations starting after the change.
5200          */
5201         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5202         return 0;
5203 }
5204 #else
5205 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5206                                         struct cftype *cft, u64 val)
5207 {
5208         return -ENOSYS;
5209 }
5210 #endif
5211
5212 #ifdef CONFIG_NUMA
5213 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5214 {
5215         struct numa_stat {
5216                 const char *name;
5217                 unsigned int lru_mask;
5218         };
5219
5220         static const struct numa_stat stats[] = {
5221                 { "total", LRU_ALL },
5222                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5223                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5224                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5225         };
5226         const struct numa_stat *stat;
5227         int nid;
5228         unsigned long nr;
5229         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5230
5231         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5232                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5233                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5234                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5235                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5236                                                           stat->lru_mask);
5237                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5238                 }
5239                 seq_putc(m, '\n');
5240         }
5241
5242         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5243                 struct mem_cgroup *iter;
5244
5245                 nr = 0;
5246                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5247                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5248                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5249                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5250                         nr = 0;
5251                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5252                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5253                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5254                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5255                 }
5256                 seq_putc(m, '\n');
5257         }
5258
5259         return 0;
5260 }
5261 #endif /* CONFIG_NUMA */
5262
5263 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5264 {
5265         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5266 }
5267
5268 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5269 {
5270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5271         struct mem_cgroup *mi;
5272         unsigned int i;
5273
5274         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5275                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5276                         continue;
5277                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5278                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5279         }
5280
5281         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5282                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5283                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5284
5285         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5286                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5287                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5288
5289         /* Hierarchical information */
5290         {
5291                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5292                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5293                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5294                 if (do_swap_account)
5295                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5296                                    memsw_limit);
5297         }
5298
5299         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5300                 long long val = 0;
5301
5302                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5303                         continue;
5304                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5305                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5306                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5307         }
5308
5309         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5310                 unsigned long long val = 0;
5311
5312                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5313                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5314                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5315                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5316         }
5317
5318         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5319                 unsigned long long val = 0;
5320
5321                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5322                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5323                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5324         }
5325
5326 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5327         {
5328                 int nid, zid;
5329                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5330                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5331                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5332                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5333
5334                 for_each_online_node(nid)
5335                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5336                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5337                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5338
5339                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5340                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5341                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5342                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5343                         }
5344                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5345                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5346                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5347                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5348         }
5349 #endif
5350
5351         return 0;
5352 }
5353
5354 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5355                                       struct cftype *cft)
5356 {
5357         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5358
5359         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5360 }
5361
5362 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5363                                        struct cftype *cft, u64 val)
5364 {
5365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5366
5367         if (val > 100)
5368                 return -EINVAL;
5369
5370         if (css->parent)
5371                 memcg->swappiness = val;
5372         else
5373                 vm_swappiness = val;
5374
5375         return 0;
5376 }
5377
5378 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5379 {
5380         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5381         u64 usage;
5382         int i;
5383
5384         rcu_read_lock();
5385         if (!swap)
5386                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5387         else
5388                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5389
5390         if (!t)
5391                 goto unlock;
5392
5393         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5394
5395         /*
5396          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5397          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5398          * call of __mem_cgroup_threshold().
5399          */
5400         i = t->current_threshold;
5401
5402         /*
5403          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5404          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5405          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5406          * only one element of the array here.
5407          */
5408         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5409                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5410
5411         /* i = current_threshold + 1 */
5412         i++;
5413
5414         /*
5415          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5416          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5417          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5418          * only one element of the array here.
5419          */
5420         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5421                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5422
5423         /* Update current_threshold */
5424         t->current_threshold = i - 1;
5425 unlock:
5426         rcu_read_unlock();
5427 }
5428
5429 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5430 {
5431         while (memcg) {
5432                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5433                 if (do_swap_account)
5434                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5435
5436                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5437         }
5438 }
5439
5440 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5441 {
5442         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5443         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5444
5445         if (_a->threshold > _b->threshold)
5446                 return 1;
5447
5448         if (_a->threshold < _b->threshold)
5449                 return -1;
5450
5451         return 0;
5452 }
5453
5454 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5455 {
5456         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5457
5458         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5459                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5460         return 0;
5461 }
5462
5463 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5464 {
5465         struct mem_cgroup *iter;
5466
5467         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5468                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5469 }
5470
5471 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5472         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5473 {
5474         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5475         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5476         u64 threshold, usage;
5477         int i, size, ret;
5478
5479         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5480         if (ret)
5481                 return ret;
5482
5483         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5484
5485         if (type == _MEM)
5486                 thresholds = &memcg->thresholds;
5487         else if (type == _MEMSWAP)
5488                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5489         else
5490                 BUG();
5491
5492         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5493
5494         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5495         if (thresholds->primary)
5496                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5497
5498         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5499
5500         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5501         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5502                         GFP_KERNEL);
5503         if (!new) {
5504                 ret = -ENOMEM;
5505                 goto unlock;
5506         }
5507         new->size = size;
5508
5509         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5510         if (thresholds->primary) {
5511                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5512                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5513         }
5514
5515         /* Add new threshold */
5516         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5517         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5518
5519         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5520         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5521                         compare_thresholds, NULL);
5522
5523         /* Find current threshold */
5524         new->current_threshold = -1;
5525         for (i = 0; i < size; i++) {
5526                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5527                         /*
5528                          * new->current_threshold will not be used until
5529                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5530                          * it here.
5531                          */
5532                         ++new->current_threshold;
5533                 } else
5534                         break;
5535         }
5536
5537         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5538         kfree(thresholds->spare);
5539         thresholds->spare = thresholds->primary;
5540
5541         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5542
5543         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5544         synchronize_rcu();
5545
5546 unlock:
5547         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5548
5549         return ret;
5550 }
5551
5552 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5553         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5554 {
5555         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5556 }
5557
5558 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5559         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5560 {
5561         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5562 }
5563
5564 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5565         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5566 {
5567         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5568         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5569         u64 usage;
5570         int i, j, size;
5571
5572         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5573         if (type == _MEM)
5574                 thresholds = &memcg->thresholds;
5575         else if (type == _MEMSWAP)
5576                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5577         else
5578                 BUG();
5579
5580         if (!thresholds->primary)
5581                 goto unlock;
5582
5583         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5584
5585         /* Check if a threshold crossed before removing */
5586         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5587
5588         /* Calculate new number of threshold */
5589         size = 0;
5590         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5591                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5592                         size++;
5593         }
5594
5595         new = thresholds->spare;
5596
5597         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5598         if (!size) {
5599                 kfree(new);
5600                 new = NULL;
5601                 goto swap_buffers;
5602         }
5603
5604         new->size = size;
5605
5606         /* Copy thresholds and find current threshold */
5607         new->current_threshold = -1;
5608         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5609                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5610                         continue;
5611
5612                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5613                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5614                         /*
5615                          * new->current_threshold will not be used
5616                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5617                          * it here.
5618                          */
5619                         ++new->current_threshold;
5620                 }
5621                 j++;
5622         }
5623
5624 swap_buffers:
5625         /* Swap primary and spare array */
5626         thresholds->spare = thresholds->primary;
5627         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5628         if (!new) {
5629                 kfree(thresholds->spare);
5630                 thresholds->spare = NULL;
5631         }
5632
5633         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5634
5635         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5636         synchronize_rcu();
5637 unlock:
5638         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5639 }
5640
5641 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5642         struct eventfd_ctx *eventfd)
5643 {
5644         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5645 }
5646
5647 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5648         struct eventfd_ctx *eventfd)
5649 {
5650         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5651 }
5652
5653 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5654         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5655 {
5656         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5657
5658         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5659         if (!event)
5660                 return -ENOMEM;
5661
5662         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5663
5664         event->eventfd = eventfd;
5665         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5666
5667         /* already in OOM ? */
5668         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5669                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5670         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5671
5672         return 0;
5673 }
5674
5675 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5676         struct eventfd_ctx *eventfd)
5677 {
5678         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5679
5680         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5681
5682         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5683                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5684                         list_del(&ev->list);
5685                         kfree(ev);
5686                 }
5687         }
5688
5689         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5690 }
5691
5692 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5693 {
5694         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5695
5696         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5697         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5698         return 0;
5699 }
5700
5701 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5702         struct cftype *cft, u64 val)
5703 {
5704         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5705
5706         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5707         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5708                 return -EINVAL;
5709
5710         memcg->oom_kill_disable = val;
5711         if (!val)
5712                 memcg_oom_recover(memcg);
5713
5714         return 0;
5715 }
5716
5717 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5718 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5719 {
5720         int ret;
5721
5722         memcg->kmemcg_id = -1;
5723         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5724         if (ret)
5725                 return ret;
5726
5727         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5728 }
5729
5730 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5731 {
5732         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5733 }
5734
5735 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5736 {
5737         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5738                 return;
5739
5740         /*
5741          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5742          * pages, for instance, a page contain objects from various
5743          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5744          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5745          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5746          *
5747          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5748          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5749          * reference is taken here before the group is marked dead
5750          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5751          *
5752          * Although this might sound strange as this path is called from
5753          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5754          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5755          * fail) we do not have other options because of the kmem
5756          * allocations lifetime.
5757          */
5758         css_get(&memcg->css);
5759
5760         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5761
5762         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5763                 return;
5764
5765         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5766                 css_put(&memcg->css);
5767 }
5768 #else
5769 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5770 {
5771         return 0;
5772 }
5773
5774 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5775 {
5776 }
5777
5778 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5779 {
5780 }
5781 #endif
5782
5783 /*
5784  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5785  *
5786  * "cgroup.event_control" implementation.
5787  *
5788  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5789  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5790  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5791  *
5792  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5793  * possible.
5794  */
5795
5796 /*
5797  * Unregister event and free resources.
5798  *
5799  * Gets called from workqueue.
5800  */
5801 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5802 {
5803         struct mem_cgroup_event *event =
5804                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5805         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5806
5807         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5808
5809         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5810
5811         /* Notify userspace the event is going away. */
5812         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5813
5814         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5815         kfree(event);
5816         css_put(&memcg->css);
5817 }
5818
5819 /*
5820  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5821  *
5822  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5823  */
5824 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5825                             int sync, void *key)
5826 {
5827         struct mem_cgroup_event *event =
5828                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5829         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5830         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5831
5832         if (flags & POLLHUP) {
5833                 /*
5834                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5835                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5836                  * for us.
5837                  *
5838                  * We can't race against event freeing since the other
5839                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5840                  * which we hold.
5841                  */
5842                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5843                 if (!list_empty(&event->list)) {
5844                         list_del_init(&event->list);
5845                         /*
5846                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5847                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5848                          */
5849                         schedule_work(&event->remove);
5850                 }
5851                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5852         }
5853
5854         return 0;
5855 }
5856
5857 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5858                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5859 {
5860         struct mem_cgroup_event *event =
5861                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5862
5863         event->wqh = wqh;
5864         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5865 }
5866
5867 /*
5868  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5869  *
5870  * Parse input and register new cgroup event handler.
5871  *
5872  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5873  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5874  */
5875 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5876                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5877 {
5878         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5879         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5880         struct mem_cgroup_event *event;
5881         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5882         unsigned int efd, cfd;
5883         struct fd efile;
5884         struct fd cfile;
5885         const char *name;
5886         char *endp;
5887         int ret;
5888
5889         buf = strstrip(buf);
5890
5891         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5892         if (*endp != ' ')
5893                 return -EINVAL;
5894         buf = endp + 1;
5895
5896         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5897         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5898                 return -EINVAL;
5899         buf = endp + 1;
5900
5901         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5902         if (!event)
5903                 return -ENOMEM;
5904
5905         event->memcg = memcg;
5906         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5907         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5908         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5909         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5910
5911         efile = fdget(efd);
5912         if (!efile.file) {
5913                 ret = -EBADF;
5914                 goto out_kfree;
5915         }
5916
5917         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5918         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5919                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5920                 goto out_put_efile;
5921         }
5922
5923         cfile = fdget(cfd);
5924         if (!cfile.file) {
5925                 ret = -EBADF;
5926                 goto out_put_eventfd;
5927         }
5928
5929         /* the process need read permission on control file */
5930         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5931         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5932         if (ret < 0)
5933                 goto out_put_cfile;
5934
5935         /*
5936          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5937          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5938          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5939          * is for compatibility anyway.
5940          *
5941          * DO NOT ADD NEW FILES.
5942          */
5943         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5944
5945         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5946                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5947                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5948         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5949                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5950                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5951         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5952                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5953                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5954         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5955                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5956                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5957         } else {
5958                 ret = -EINVAL;
5959                 goto out_put_cfile;
5960         }
5961
5962         /*
5963          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5964          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5965          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5966          */
5967         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5968                                                &memory_cgrp_subsys);
5969         ret = -EINVAL;
5970         if (IS_ERR(cfile_css))
5971                 goto out_put_cfile;
5972         if (cfile_css != css) {
5973                 css_put(cfile_css);
5974                 goto out_put_cfile;
5975         }
5976
5977         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5978         if (ret)
5979                 goto out_put_css;
5980
5981         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5982
5983         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5984         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5985         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5986
5987         fdput(cfile);
5988         fdput(efile);
5989
5990         return nbytes;
5991
5992 out_put_css:
5993         css_put(css);
5994 out_put_cfile:
5995         fdput(cfile);
5996 out_put_eventfd:
5997         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5998 out_put_efile:
5999         fdput(efile);
6000 out_kfree:
6001         kfree(event);
6002
6003         return ret;
6004 }
6005
6006 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6007         {
6008                 .name = "usage_in_bytes",
6009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6010                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6011         },
6012         {
6013                 .name = "max_usage_in_bytes",
6014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6015                 .write = mem_cgroup_reset,
6016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "limit_in_bytes",
6020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6021                 .write = mem_cgroup_write,
6022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6023         },
6024         {
6025                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6027                 .write = mem_cgroup_write,
6028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6029         },
6030         {
6031                 .name = "failcnt",
6032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6033                 .write = mem_cgroup_reset,
6034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6035         },
6036         {
6037                 .name = "stat",
6038                 .seq_show = memcg_stat_show,
6039         },
6040         {
6041                 .name = "force_empty",
6042                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
6043         },
6044         {
6045                 .name = "use_hierarchy",
6046                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6047                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6048                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6049         },
6050         {
6051                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6052                 .write = memcg_write_event_control,
6053                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6054                 .mode = S_IWUGO,
6055         },
6056         {
6057                 .name = "swappiness",
6058                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6059                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6063                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6064                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6065         },
6066         {
6067                 .name = "oom_control",
6068                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6069                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6070                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6071         },
6072         {
6073                 .name = "pressure_level",
6074         },
6075 #ifdef CONFIG_NUMA
6076         {
6077                 .name = "numa_stat",
6078                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6079         },
6080 #endif
6081 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6082         {
6083                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6084                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6085                 .write = mem_cgroup_write,
6086                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6087         },
6088         {
6089                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6090                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6092         },
6093         {
6094                 .name = "kmem.failcnt",
6095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6096                 .write = mem_cgroup_reset,
6097                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6098         },
6099         {
6100                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6101                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6102                 .write = mem_cgroup_reset,
6103                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6104         },
6105 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6106         {
6107                 .name = "kmem.slabinfo",
6108                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6109         },
6110 #endif
6111 #endif
6112         { },    /* terminate */
6113 };
6114
6115 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6116 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6117         {
6118                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6119                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6120                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6121         },
6122         {
6123                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6124                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6125                 .write = mem_cgroup_reset,
6126                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6127         },
6128         {
6129                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6130                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6131                 .write = mem_cgroup_write,
6132                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6133         },
6134         {
6135                 .name = "memsw.failcnt",
6136                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6137                 .write = mem_cgroup_reset,
6138                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6139         },
6140         { },    /* terminate */
6141 };
6142 #endif
6143 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6144 {
6145         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6146         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6147         int zone, tmp = node;
6148         /*
6149          * This routine is called against possible nodes.
6150          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6151          *
6152          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6153          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6154          *       function.
6155          */
6156         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6157                 tmp = -1;
6158         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6159         if (!pn)
6160                 return 1;
6161
6162         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6163                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6164                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6165                 mz->usage_in_excess = 0;
6166                 mz->on_tree = false;
6167                 mz->memcg = memcg;
6168         }
6169         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6170         return 0;
6171 }
6172
6173 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6174 {
6175         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6176 }
6177
6178 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6179 {
6180         struct mem_cgroup *memcg;
6181         size_t size;
6182
6183         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6184         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6185
6186         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6187         if (!memcg)
6188                 return NULL;
6189
6190         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6191         if (!memcg->stat)
6192                 goto out_free;
6193         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6194         return memcg;
6195
6196 out_free:
6197         kfree(memcg);
6198         return NULL;
6199 }
6200
6201 /*
6202  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6203  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6204  *
6205  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6206  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6207  * it goes down to 0.
6208  *
6209  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6210  */
6211
6212 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6213 {
6214         int node;
6215
6216         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6217
6218         for_each_node(node)
6219                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6220
6221         free_percpu(memcg->stat);
6222
6223         /*
6224          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6225          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6226          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6227          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6228          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6229          *
6230          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6231          * to move this code around, and make sure it is outside
6232          * the cgroup_lock.
6233          */
6234         disarm_static_keys(memcg);
6235         kfree(memcg);
6236 }
6237
6238 /*
6239  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6240  */
6241 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6242 {
6243         if (!memcg->res.parent)
6244                 return NULL;
6245         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6246 }
6247 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6248
6249 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6250 {
6251         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6252         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6253         int tmp, node, zone;
6254
6255         for_each_node(node) {
6256                 tmp = node;
6257                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6258                         tmp = -1;
6259                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6260                 BUG_ON(!rtpn);
6261
6262                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6263
6264                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6265                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6266                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6267                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6268                 }
6269         }
6270 }
6271
6272 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6273 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6274 {
6275         struct mem_cgroup *memcg;
6276         long error = -ENOMEM;
6277         int node;
6278
6279         memcg = mem_cgroup_alloc();
6280         if (!memcg)
6281                 return ERR_PTR(error);
6282
6283         for_each_node(node)
6284                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6285                         goto free_out;
6286
6287         /* root ? */
6288         if (parent_css == NULL) {
6289                 root_mem_cgroup = memcg;
6290                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6291                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6292                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6293         }
6294
6295         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6296         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6297         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6298         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6299         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6300         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6301         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6302         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6303
6304         return &memcg->css;
6305
6306 free_out:
6307         __mem_cgroup_free(memcg);
6308         return ERR_PTR(error);
6309 }
6310
6311 static int
6312 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6313 {
6314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6315         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
6316
6317         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6318                 return -ENOSPC;
6319
6320         if (!parent)
6321                 return 0;
6322
6323         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6324
6325         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6326         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6327         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6328
6329         if (parent->use_hierarchy) {
6330                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6331                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6332                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6333
6334                 /*
6335                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6336                  * core guarantees its existence.
6337                  */
6338         } else {
6339                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6340                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6341                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6342                 /*
6343                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6344                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6345                  * unfortunate state in our controller.
6346                  */
6347                 if (parent != root_mem_cgroup)
6348                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6349         }
6350         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6351
6352         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6353 }
6354
6355 /*
6356  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6357  */
6358 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6359 {
6360         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6361
6362         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6363                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6364
6365         /*
6366          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6367          * explicitely.
6368          */
6369         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6370                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6371 }
6372
6373 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6374 {
6375         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6376         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6377         struct cgroup_subsys_state *iter;
6378
6379         /*
6380          * Unregister events and notify userspace.
6381          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6382          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6383          */
6384         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6385         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6386                 list_del_init(&event->list);
6387                 schedule_work(&event->remove);
6388         }
6389         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6390
6391         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6392
6393         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6394
6395         /*
6396          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6397          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6398          */
6399         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6400                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6401
6402         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6403         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6404 }
6405
6406 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6407 {
6408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6409         /*
6410          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6411          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6412          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
6413          * under the same RCU lock region, which means that charging
6414          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6415          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6416          * without any tasks from the swapin path when the target
6417          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6418          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6419          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6420          * circulation:
6421          *
6422          * #0                        #1
6423          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6424          *                           rcu_read_lock()
6425          *                           mem_cgroup_lookup()
6426          *                           css_tryget_online()
6427          *                           rcu_read_unlock()
6428          * disable css_tryget_online()
6429          * call_rcu()
6430          *   offline_css()
6431          *     reparent_charges()
6432          *                           res_counter_charge()
6433          *                           css_put()
6434          *                             css_free()
6435          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6436          *                           add page to lru
6437          *
6438          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6439          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6440          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6441          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6442          * made after offlining:
6443          */
6444         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6445
6446         memcg_destroy_kmem(memcg);
6447         __mem_cgroup_free(memcg);
6448 }
6449
6450 #ifdef CONFIG_MMU
6451 /* Handlers for move charge at task migration. */
6452 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6453 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6454 {
6455         int ret = 0;
6456         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6457         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6458
6459         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6460                 mc.precharge += count;
6461                 /* we don't need css_get for root */
6462                 return ret;
6463         }
6464         /* try to charge at once */
6465         if (count > 1) {
6466                 struct res_counter *dummy;
6467                 /*
6468                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6469                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6470                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6471                  * css_get().
6472                  */
6473                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6474                         goto one_by_one;
6475                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6476                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6477                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6478                         goto one_by_one;
6479                 }
6480                 mc.precharge += count;
6481                 return ret;
6482         }
6483 one_by_one:
6484         /* fall back to one by one charge */
6485         while (count--) {
6486                 if (signal_pending(current)) {
6487                         ret = -EINTR;
6488                         break;
6489                 }
6490                 if (!batch_count--) {
6491                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6492                         cond_resched();
6493                 }
6494                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6495                 if (ret)
6496                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6497                         return ret;
6498                 mc.precharge++;
6499         }
6500         return ret;
6501 }
6502
6503 /**
6504  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6505  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6506  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6507  * @ptent: the pte to be checked
6508  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6509  *
6510  * Returns
6511  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6512  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6513  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6514  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6515  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6516  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6517  *     in target->ent.
6518  *
6519  * Called with pte lock held.
6520  */
6521 union mc_target {
6522         struct page     *page;
6523         swp_entry_t     ent;
6524 };
6525
6526 enum mc_target_type {
6527         MC_TARGET_NONE = 0,
6528         MC_TARGET_PAGE,
6529         MC_TARGET_SWAP,
6530 };
6531
6532 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6533                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6534 {
6535         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6536
6537         if (!page || !page_mapped(page))
6538                 return NULL;
6539         if (PageAnon(page)) {
6540                 /* we don't move shared anon */
6541                 if (!move_anon())
6542                         return NULL;
6543         } else if (!move_file())
6544                 /* we ignore mapcount for file pages */
6545                 return NULL;
6546         if (!get_page_unless_zero(page))
6547                 return NULL;
6548
6549         return page;
6550 }
6551
6552 #ifdef CONFIG_SWAP
6553 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6554                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6555 {
6556         struct page *page = NULL;
6557         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6558
6559         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6560                 return NULL;
6561         /*
6562          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6563          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6564          */
6565         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6566         if (do_swap_account)
6567                 entry->val = ent.val;
6568
6569         return page;
6570 }
6571 #else
6572 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6573                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6574 {
6575         return NULL;
6576 }
6577 #endif
6578
6579 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6580                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6581 {
6582         struct page *page = NULL;
6583         struct address_space *mapping;
6584         pgoff_t pgoff;
6585
6586         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6587                 return NULL;
6588         if (!move_file())
6589                 return NULL;
6590
6591         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6592         if (pte_none(ptent))
6593                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6594         else /* pte_file(ptent) is true */
6595                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6596
6597         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6598 #ifdef CONFIG_SWAP
6599         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6600         if (shmem_mapping(mapping)) {
6601                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6602                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6603                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6604                         if (do_swap_account)
6605                                 *entry = swp;
6606                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6607                 }
6608         } else
6609                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6610 #else
6611         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6612 #endif
6613         return page;
6614 }
6615
6616 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6617                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6618 {
6619         struct page *page = NULL;
6620         struct page_cgroup *pc;
6621         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6622         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6623
6624         if (pte_present(ptent))
6625                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6626         else if (is_swap_pte(ptent))
6627                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6628         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6629                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6630
6631         if (!page && !ent.val)
6632                 return ret;
6633         if (page) {
6634                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6635                 /*
6636                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6637                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6638                  * the lock.
6639                  */
6640                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6641                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6642                         if (target)
6643                                 target->page = page;
6644                 }
6645                 if (!ret || !target)
6646                         put_page(page);
6647         }
6648         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6649         if (ent.val && !ret &&
6650             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6651                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6652                 if (target)
6653                         target->ent = ent;
6654         }
6655         return ret;
6656 }
6657
6658 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6659 /*
6660  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6661  * support them for now.
6662  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6663  */
6664 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6665                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6666 {
6667         struct page *page = NULL;
6668         struct page_cgroup *pc;
6669         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6670
6671         page = pmd_page(pmd);
6672         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6673         if (!move_anon())
6674                 return ret;
6675         pc = lookup_page_cgroup(page);
6676         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6677                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6678                 if (target) {
6679                         get_page(page);
6680                         target->page = page;
6681                 }
6682         }
6683         return ret;
6684 }
6685 #else
6686 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6687                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6688 {
6689         return MC_TARGET_NONE;
6690 }
6691 #endif
6692
6693 static int mem_cgroup_count_precharge_pte(pte_t *pte,
6694                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6695                                         struct mm_walk *walk)
6696 {
6697         if (get_mctgt_type(walk->vma, addr, *pte, NULL))
6698                 mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6699         return 0;
6700 }
6701
6702 static int mem_cgroup_count_precharge_pmd(pmd_t *pmd,
6703                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6704                                         struct mm_walk *walk)
6705 {
6706         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6707         spinlock_t *ptl;
6708
6709         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6710                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6711                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6712                 spin_unlock(ptl);
6713                 /* don't call mem_cgroup_count_precharge_pte() */
6714                 walk->skip = 1;
6715         }
6716         return 0;
6717 }
6718
6719 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6720 {
6721         unsigned long precharge;
6722         struct vm_area_struct *vma;
6723
6724         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6725                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pmd,
6726                 .pte_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte,
6727                 .mm = mm,
6728         };
6729         down_read(&mm->mmap_sem);
6730         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
6731                 walk_page_vma(vma, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6732         up_read(&mm->mmap_sem);
6733
6734         precharge = mc.precharge;
6735         mc.precharge = 0;
6736
6737         return precharge;
6738 }
6739
6740 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6741 {
6742         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6743
6744         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6745         mc.moving_task = current;
6746         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6747 }
6748
6749 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6750 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6751 {
6752         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6753         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6754         int i;
6755
6756         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6757         if (mc.precharge) {
6758                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6759                 mc.precharge = 0;
6760         }
6761         /*
6762          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6763          * we must uncharge here.
6764          */
6765         if (mc.moved_charge) {
6766                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6767                 mc.moved_charge = 0;
6768         }
6769         /* we must fixup refcnts and charges */
6770         if (mc.moved_swap) {
6771                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6772                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6773                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6774                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6775
6776                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6777                         css_put(&mc.from->css);
6778
6779                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6780                         /*
6781                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6782                          * uncharge to->res.
6783                          */
6784                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6785                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6786                 }
6787                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6788                 mc.moved_swap = 0;
6789         }
6790         memcg_oom_recover(from);
6791         memcg_oom_recover(to);
6792         wake_up_all(&mc.waitq);
6793 }
6794
6795 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6796 {
6797         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6798
6799         /*
6800          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6801          * task migration.
6802          */
6803         mc.moving_task = NULL;
6804         __mem_cgroup_clear_mc();
6805         spin_lock(&mc.lock);
6806         mc.from = NULL;
6807         mc.to = NULL;
6808         spin_unlock(&mc.lock);
6809         mem_cgroup_end_move(from);
6810 }
6811
6812 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6813                                  struct cgroup_taskset *tset)
6814 {
6815         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6816         int ret = 0;
6817         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6818         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6819
6820         /*
6821          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6822          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6823          * So we need to save it, and keep it going.
6824          */
6825         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6826         if (move_charge_at_immigrate) {
6827                 struct mm_struct *mm;
6828                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6829
6830                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6831
6832                 mm = get_task_mm(p);
6833                 if (!mm)
6834                         return 0;
6835                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6836                 if (mm->owner == p) {
6837                         VM_BUG_ON(mc.from);
6838                         VM_BUG_ON(mc.to);
6839                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6840                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6841                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6842                         mem_cgroup_start_move(from);
6843                         spin_lock(&mc.lock);
6844                         mc.from = from;
6845                         mc.to = memcg;
6846                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6847                         spin_unlock(&mc.lock);
6848                         /* We set mc.moving_task later */
6849
6850                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6851                         if (ret)
6852                                 mem_cgroup_clear_mc();
6853                 }
6854                 mmput(mm);
6855         }
6856         return ret;
6857 }
6858
6859 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6860                                      struct cgroup_taskset *tset)
6861 {
6862         mem_cgroup_clear_mc();
6863 }
6864
6865 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6866                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6867                                 struct mm_walk *walk)
6868 {
6869         int ret = 0;
6870         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6871         pte_t *pte;
6872         spinlock_t *ptl;
6873         enum mc_target_type target_type;
6874         union mc_target target;
6875         struct page *page;
6876         struct page_cgroup *pc;
6877
6878         /*
6879          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6880          * happens because:
6881          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6882          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6883          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6884          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6885          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6886          *    part of thp split is not executed yet.
6887          */
6888         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6889                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6890                         spin_unlock(ptl);
6891                         return 0;
6892                 }
6893                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6894                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6895                         page = target.page;
6896                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6897                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6898                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6899                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6900                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6901                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6902                                 }
6903                                 putback_lru_page(page);
6904                         }
6905                         put_page(page);
6906                 }
6907                 spin_unlock(ptl);
6908                 return 0;
6909         }
6910
6911         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6912                 return 0;
6913 retry:
6914         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6915         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6916                 pte_t ptent = *(pte++);
6917                 swp_entry_t ent;
6918
6919                 if (!mc.precharge)
6920                         break;
6921
6922                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6923                 case MC_TARGET_PAGE:
6924                         page = target.page;
6925                         if (isolate_lru_page(page))
6926                                 goto put;
6927                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6928                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6929                                                      mc.from, mc.to)) {
6930                                 mc.precharge--;
6931                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6932                                 mc.moved_charge++;
6933                         }
6934                         putback_lru_page(page);
6935 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6936                         put_page(page);
6937                         break;
6938                 case MC_TARGET_SWAP:
6939                         ent = target.ent;
6940                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6941                                 mc.precharge--;
6942                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6943                                 mc.moved_swap++;
6944                         }
6945                         break;
6946                 default:
6947                         break;
6948                 }
6949         }
6950         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6951         cond_resched();
6952
6953         if (addr != end) {
6954                 /*
6955                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6956                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6957                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6958                  * phase.
6959                  */
6960                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6961                 if (!ret)
6962                         goto retry;
6963         }
6964
6965         return ret;
6966 }
6967
6968 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6969 {
6970         struct vm_area_struct *vma;
6971         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6972                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6973                 .mm = mm,
6974         };
6975
6976         lru_add_drain_all();
6977 retry:
6978         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6979                 /*
6980                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6981                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6982                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6983                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6984                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6985                  */
6986                 __mem_cgroup_clear_mc();
6987                 cond_resched();
6988                 goto retry;
6989         }
6990         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
6991                 walk_page_vma(vma, &mem_cgroup_move_charge_walk);
6992         up_read(&mm->mmap_sem);
6993 }
6994
6995 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6996                                  struct cgroup_taskset *tset)
6997 {
6998         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6999         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7000
7001         if (mm) {
7002                 if (mc.to)
7003                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7004                 mmput(mm);
7005         }
7006         if (mc.to)
7007                 mem_cgroup_clear_mc();
7008 }
7009 #else   /* !CONFIG_MMU */
7010 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7011                                  struct cgroup_taskset *tset)
7012 {
7013         return 0;
7014 }
7015 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7016                                      struct cgroup_taskset *tset)
7017 {
7018 }
7019 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7020                                  struct cgroup_taskset *tset)
7021 {
7022 }
7023 #endif
7024
7025 /*
7026  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7027  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7028  */
7029 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7030 {
7031         /*
7032          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7033          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7034          * on for the root memcg is enough.
7035          */
7036         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7037                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7038 }
7039
7040 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7041         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7042         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7043         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7044         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7045         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7046         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7047         .attach = mem_cgroup_move_task,
7048         .bind = mem_cgroup_bind,
7049         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7050         .early_init = 0,
7051 };
7052
7053 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7054 static int __init enable_swap_account(char *s)
7055 {
7056         if (!strcmp(s, "1"))
7057                 really_do_swap_account = 1;
7058         else if (!strcmp(s, "0"))
7059                 really_do_swap_account = 0;
7060         return 1;
7061 }
7062 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7063
7064 static void __init memsw_file_init(void)
7065 {
7066         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7067 }
7068
7069 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7070 {
7071         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7072                 do_swap_account = 1;
7073                 memsw_file_init();
7074         }
7075 }
7076
7077 #else
7078 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7079 {
7080 }
7081 #endif
7082
7083 /*
7084  * subsys_initcall() for memory controller.
7085  *
7086  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7087  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7088  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7089  * be initialized from here.
7090  */
7091 static int __init mem_cgroup_init(void)
7092 {
7093         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7094         enable_swap_cgroup();
7095         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7096         memcg_stock_init();
7097         return 0;
7098 }
7099 subsys_initcall(mem_cgroup_init);