]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm/memcontrol.c: remove NULL assignment on static
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         /*
530          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
531          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
532          */
533         return memcg->css.cgroup->id + 1;
534 }
535
536 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
537 {
538         struct cgroup_subsys_state *css;
539
540         css = css_from_id(id - 1, &memory_cgrp_subsys);
541         return mem_cgroup_from_css(css);
542 }
543
544 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
545 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
546
547 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
548 {
549         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
550                 struct mem_cgroup *memcg;
551                 struct cg_proto *cg_proto;
552
553                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
554
555                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
556                  * filled. It won't however, necessarily happen from
557                  * process context. So the test for root memcg given
558                  * the current task's memcg won't help us in this case.
559                  *
560                  * Respecting the original socket's memcg is a better
561                  * decision in this case.
562                  */
563                 if (sk->sk_cgrp) {
564                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
565                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
566                         return;
567                 }
568
569                 rcu_read_lock();
570                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
571                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
572                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
573                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
574                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
575                 }
576                 rcu_read_unlock();
577         }
578 }
579 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
580
581 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
582 {
583         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
584                 struct mem_cgroup *memcg;
585                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
586                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
587                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
588         }
589 }
590
591 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
594                 return NULL;
595
596         return &memcg->tcp_mem;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
599
600 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
603                 return;
604         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
605 }
606 #else
607 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
608 {
609 }
610 #endif
611
612 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
613 /*
614  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
615  * The main reason for not using cgroup id for this:
616  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
617  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
618  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
619  *  200 entry array for that.
620  *
621  * The current size of the caches array is stored in
622  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
623  * increase it.
624  */
625 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
626 int memcg_limited_groups_array_size;
627
628 /*
629  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
630  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
631  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
632  * tunable, but that is strictly not necessary.
633  *
634  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
635  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
636  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
637  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
638  * increase ours as well if it increases.
639  */
640 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
641 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
642
643 /*
644  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
645  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
646  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
647  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
648  */
649 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
650 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
651
652 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
655                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
656                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
657         }
658         /*
659          * This check can't live in kmem destruction function,
660          * since the charges will outlive the cgroup
661          */
662         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
663 }
664 #else
665 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667 }
668 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
669
670 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
671 {
672         disarm_sock_keys(memcg);
673         disarm_kmem_keys(memcg);
674 }
675
676 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
677
678 static struct mem_cgroup_per_zone *
679 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
680 {
681         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
682         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
683 }
684
685 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
686 {
687         return &memcg->css;
688 }
689
690 static struct mem_cgroup_per_zone *
691 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
692 {
693         int nid = page_to_nid(page);
694         int zid = page_zonenum(page);
695
696         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
697 }
698
699 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
700 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
701 {
702         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
703 }
704
705 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
706 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
707 {
708         int nid = page_to_nid(page);
709         int zid = page_zonenum(page);
710
711         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
712 }
713
714 static void
715 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
716                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
718                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
719 {
720         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
721         struct rb_node *parent = NULL;
722         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
723
724         if (mz->on_tree)
725                 return;
726
727         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
728         if (!mz->usage_in_excess)
729                 return;
730         while (*p) {
731                 parent = *p;
732                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
733                                         tree_node);
734                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
735                         p = &(*p)->rb_left;
736                 /*
737                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
738                  * limit by the same amount
739                  */
740                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
741                         p = &(*p)->rb_right;
742         }
743         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
744         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
745         mz->on_tree = true;
746 }
747
748 static void
749 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
750                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
751                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
752 {
753         if (!mz->on_tree)
754                 return;
755         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
756         mz->on_tree = false;
757 }
758
759 static void
760 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
761                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
762                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
763 {
764         spin_lock(&mctz->lock);
765         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
766         spin_unlock(&mctz->lock);
767 }
768
769
770 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
771 {
772         unsigned long long excess;
773         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
774         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
775         int nid = page_to_nid(page);
776         int zid = page_zonenum(page);
777         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
778
779         /*
780          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
781          * because their event counter is not touched.
782          */
783         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
784                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
785                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
786                 /*
787                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
788                  * mem is over its softlimit.
789                  */
790                 if (excess || mz->on_tree) {
791                         spin_lock(&mctz->lock);
792                         /* if on-tree, remove it */
793                         if (mz->on_tree)
794                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
795                         /*
796                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
797                          * If excess is 0, no tree ops.
798                          */
799                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
800                         spin_unlock(&mctz->lock);
801                 }
802         }
803 }
804
805 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
806 {
807         int node, zone;
808         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
809         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
810
811         for_each_node(node) {
812                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
813                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
814                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
815                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
816                 }
817         }
818 }
819
820 static struct mem_cgroup_per_zone *
821 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
822 {
823         struct rb_node *rightmost = NULL;
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825
826 retry:
827         mz = NULL;
828         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
829         if (!rightmost)
830                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
831
832         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
833         /*
834          * Remove the node now but someone else can add it back,
835          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
836          * position in the tree.
837          */
838         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
839         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
840                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
841                 goto retry;
842 done:
843         return mz;
844 }
845
846 static struct mem_cgroup_per_zone *
847 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
848 {
849         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
850
851         spin_lock(&mctz->lock);
852         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
853         spin_unlock(&mctz->lock);
854         return mz;
855 }
856
857 /*
858  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
859  *
860  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
861  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
862  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
863  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
864  *
865  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
866  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
867  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
868  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
869  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
870  *
871  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
872  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
873  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
874  * implemented.
875  */
876 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
877                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
878 {
879         long val = 0;
880         int cpu;
881
882         get_online_cpus();
883         for_each_online_cpu(cpu)
884                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
885 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
886         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
887         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
888         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
889 #endif
890         put_online_cpus();
891         return val;
892 }
893
894 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
895                                          bool charge)
896 {
897         int val = (charge) ? 1 : -1;
898         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
899 }
900
901 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
902                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
903 {
904         unsigned long val = 0;
905         int cpu;
906
907         get_online_cpus();
908         for_each_online_cpu(cpu)
909                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
910 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
911         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
912         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
913         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
914 #endif
915         put_online_cpus();
916         return val;
917 }
918
919 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
920                                          struct page *page,
921                                          bool anon, int nr_pages)
922 {
923         /*
924          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
925          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
926          */
927         if (anon)
928                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
929                                 nr_pages);
930         else
931                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
932                                 nr_pages);
933
934         if (PageTransHuge(page))
935                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
936                                 nr_pages);
937
938         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
939         if (nr_pages > 0)
940                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
941         else {
942                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
943                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
944         }
945
946         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
947 }
948
949 unsigned long
950 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
951 {
952         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
953
954         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
955         return mz->lru_size[lru];
956 }
957
958 static unsigned long
959 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
960                         unsigned int lru_mask)
961 {
962         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
963         enum lru_list lru;
964         unsigned long ret = 0;
965
966         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
967
968         for_each_lru(lru) {
969                 if (BIT(lru) & lru_mask)
970                         ret += mz->lru_size[lru];
971         }
972         return ret;
973 }
974
975 static unsigned long
976 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
977                         int nid, unsigned int lru_mask)
978 {
979         u64 total = 0;
980         int zid;
981
982         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
983                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
984                                                 nid, zid, lru_mask);
985
986         return total;
987 }
988
989 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
990                         unsigned int lru_mask)
991 {
992         int nid;
993         u64 total = 0;
994
995         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
996                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
997         return total;
998 }
999
1000 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1001                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1002 {
1003         unsigned long val, next;
1004
1005         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1006         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1007         /* from time_after() in jiffies.h */
1008         if ((long)next - (long)val < 0) {
1009                 switch (target) {
1010                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1011                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1012                         break;
1013                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1014                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1015                         break;
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1017                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 default:
1020                         break;
1021                 }
1022                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1023                 return true;
1024         }
1025         return false;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Check events in order.
1030  *
1031  */
1032 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1033 {
1034         preempt_disable();
1035         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1036         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1037                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1038                 bool do_softlimit;
1039                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1040
1041                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1043 #if MAX_NUMNODES > 1
1044                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1045                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1046 #endif
1047                 preempt_enable();
1048
1049                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1050                 if (unlikely(do_softlimit))
1051                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1052 #if MAX_NUMNODES > 1
1053                 if (unlikely(do_numainfo))
1054                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1055 #endif
1056         } else
1057                 preempt_enable();
1058 }
1059
1060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1061 {
1062         /*
1063          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1064          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1065          * So this can be called with p == NULL.
1066          */
1067         if (unlikely(!p))
1068                 return NULL;
1069
1070         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1071 }
1072
1073 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1074 {
1075         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1076
1077         rcu_read_lock();
1078         do {
1079                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1080                 if (unlikely(!memcg))
1081                         memcg = root_mem_cgroup;
1082         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1083         rcu_read_unlock();
1084         return memcg;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1089  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1090  *
1091  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1092  */
1093 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1094                 struct mem_cgroup *last_visited)
1095 {
1096         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1097
1098         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1099 skip_node:
1100         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1101
1102         /*
1103          * Even if we found a group we have to make sure it is
1104          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1105          * skipped and we should continue the tree walk.
1106          * last_visited css is safe to use because it is
1107          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1108          *
1109          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1110          * because we might race with the root removal when it would
1111          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1112          * would end up in an endless loop because it expects that at
1113          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1114          * because caller of the iterator should hold it already so
1115          * skipping css reference should be safe.
1116          */
1117         if (next_css) {
1118                 if ((next_css == &root->css) ||
1119                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css)))
1120                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1121
1122                 prev_css = next_css;
1123                 goto skip_node;
1124         }
1125
1126         return NULL;
1127 }
1128
1129 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1130 {
1131         /*
1132          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1133          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1134          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1135          */
1136         atomic_inc(&root->dead_count);
1137 }
1138
1139 static struct mem_cgroup *
1140 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1141                      struct mem_cgroup *root,
1142                      int *sequence)
1143 {
1144         struct mem_cgroup *position = NULL;
1145         /*
1146          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1147          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1148          *
1149          * If the iterator is valid, we may still race with an
1150          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1151          * released, tryget will fail if we lost the race.
1152          */
1153         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1154         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1155                 smp_rmb();
1156                 position = iter->last_visited;
1157
1158                 /*
1159                  * We cannot take a reference to root because we might race
1160                  * with root removal and returning NULL would end up in
1161                  * an endless loop on the iterator user level when root
1162                  * would be returned all the time.
1163                  */
1164                 if (position && position != root &&
1165                                 !css_tryget(&position->css))
1166                         position = NULL;
1167         }
1168         return position;
1169 }
1170
1171 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1172                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1173                                    struct mem_cgroup *new_position,
1174                                    struct mem_cgroup *root,
1175                                    int sequence)
1176 {
1177         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1178         if (last_visited && last_visited != root)
1179                 css_put(&last_visited->css);
1180         /*
1181          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1182          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1183          * don't lose destruction events in between.  We could have
1184          * raced with the destruction of @new_position after all.
1185          */
1186         iter->last_visited = new_position;
1187         smp_wmb();
1188         iter->last_dead_count = sequence;
1189 }
1190
1191 /**
1192  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1193  * @root: hierarchy root
1194  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1195  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1196  *
1197  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1198  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1199  *
1200  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1201  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1202  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1203  *
1204  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1205  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1206  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1207  */
1208 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1209                                    struct mem_cgroup *prev,
1210                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1211 {
1212         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1213         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1214
1215         if (mem_cgroup_disabled())
1216                 return NULL;
1217
1218         if (!root)
1219                 root = root_mem_cgroup;
1220
1221         if (prev && !reclaim)
1222                 last_visited = prev;
1223
1224         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1225                 if (prev)
1226                         goto out_css_put;
1227                 return root;
1228         }
1229
1230         rcu_read_lock();
1231         while (!memcg) {
1232                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1233                 int uninitialized_var(seq);
1234
1235                 if (reclaim) {
1236                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1237                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1238                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1239
1240                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1241                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1242                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1243                                 iter->last_visited = NULL;
1244                                 goto out_unlock;
1245                         }
1246
1247                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1248                 }
1249
1250                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1251
1252                 if (reclaim) {
1253                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1254                                         seq);
1255
1256                         if (!memcg)
1257                                 iter->generation++;
1258                         else if (!prev && memcg)
1259                                 reclaim->generation = iter->generation;
1260                 }
1261
1262                 if (prev && !memcg)
1263                         goto out_unlock;
1264         }
1265 out_unlock:
1266         rcu_read_unlock();
1267 out_css_put:
1268         if (prev && prev != root)
1269                 css_put(&prev->css);
1270
1271         return memcg;
1272 }
1273
1274 /**
1275  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1276  * @root: hierarchy root
1277  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1278  */
1279 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1280                            struct mem_cgroup *prev)
1281 {
1282         if (!root)
1283                 root = root_mem_cgroup;
1284         if (prev && prev != root)
1285                 css_put(&prev->css);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1290  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1291  * be used for reference counting.
1292  */
1293 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1294         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1295              iter != NULL;                              \
1296              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1297
1298 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1299         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1300              iter != NULL;                              \
1301              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1302
1303 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1304 {
1305         struct mem_cgroup *memcg;
1306
1307         rcu_read_lock();
1308         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1309         if (unlikely(!memcg))
1310                 goto out;
1311
1312         switch (idx) {
1313         case PGFAULT:
1314                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1315                 break;
1316         case PGMAJFAULT:
1317                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1318                 break;
1319         default:
1320                 BUG();
1321         }
1322 out:
1323         rcu_read_unlock();
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1326
1327 /**
1328  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1329  * @zone: zone of the wanted lruvec
1330  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1331  *
1332  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1333  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1334  * is disabled.
1335  */
1336 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1337                                       struct mem_cgroup *memcg)
1338 {
1339         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1340         struct lruvec *lruvec;
1341
1342         if (mem_cgroup_disabled()) {
1343                 lruvec = &zone->lruvec;
1344                 goto out;
1345         }
1346
1347         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1348         lruvec = &mz->lruvec;
1349 out:
1350         /*
1351          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1352          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1353          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1354          */
1355         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1356                 lruvec->zone = zone;
1357         return lruvec;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1362  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1363  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1364  *
1365  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1366  * 1. charge
1367  * 2. moving account
1368  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1369  * It is added to LRU before charge.
1370  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1371  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1372  */
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1376  * @page: the page
1377  * @zone: zone of the page
1378  */
1379 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1380 {
1381         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1382         struct mem_cgroup *memcg;
1383         struct page_cgroup *pc;
1384         struct lruvec *lruvec;
1385
1386         if (mem_cgroup_disabled()) {
1387                 lruvec = &zone->lruvec;
1388                 goto out;
1389         }
1390
1391         pc = lookup_page_cgroup(page);
1392         memcg = pc->mem_cgroup;
1393
1394         /*
1395          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1396          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1397          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1398          *
1399          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1400          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1401          * of pc->mem_cgroup safe.
1402          */
1403         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1404                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1405
1406         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1407         lruvec = &mz->lruvec;
1408 out:
1409         /*
1410          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1411          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1412          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1413          */
1414         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1415                 lruvec->zone = zone;
1416         return lruvec;
1417 }
1418
1419 /**
1420  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1421  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1422  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1423  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1424  *
1425  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1426  * lru list.
1427  */
1428 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1429                                 int nr_pages)
1430 {
1431         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1432         unsigned long *lru_size;
1433
1434         if (mem_cgroup_disabled())
1435                 return;
1436
1437         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1438         lru_size = mz->lru_size + lru;
1439         *lru_size += nr_pages;
1440         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1445  * hierarchy subtree
1446  */
1447 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1448                                   struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         if (root_memcg == memcg)
1451                 return true;
1452         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1453                 return false;
1454         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1455 }
1456
1457 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1458                                        struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         bool ret;
1461
1462         rcu_read_lock();
1463         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1464         rcu_read_unlock();
1465         return ret;
1466 }
1467
1468 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1469                         const struct mem_cgroup *memcg)
1470 {
1471         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1472         struct task_struct *p;
1473         bool ret;
1474
1475         p = find_lock_task_mm(task);
1476         if (p) {
1477                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1478                 task_unlock(p);
1479         } else {
1480                 /*
1481                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1482                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1483                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1484                  */
1485                 rcu_read_lock();
1486                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1487                 if (curr)
1488                         css_get(&curr->css);
1489                 rcu_read_unlock();
1490         }
1491         /*
1492          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1493          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1494          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1495          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1496          */
1497         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1498         css_put(&curr->css);
1499         return ret;
1500 }
1501
1502 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1503 {
1504         unsigned long inactive_ratio;
1505         unsigned long inactive;
1506         unsigned long active;
1507         unsigned long gb;
1508
1509         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1510         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1511
1512         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1513         if (gb)
1514                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1515         else
1516                 inactive_ratio = 1;
1517
1518         return inactive * inactive_ratio < active;
1519 }
1520
1521 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1522         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1523
1524 /**
1525  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1526  * @memcg: the memory cgroup
1527  *
1528  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1529  * pages.
1530  */
1531 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         unsigned long long margin;
1534
1535         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1536         if (do_swap_account)
1537                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1538         return margin >> PAGE_SHIFT;
1539 }
1540
1541 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1542 {
1543         /* root ? */
1544         if (!css_parent(&memcg->css))
1545                 return vm_swappiness;
1546
1547         return memcg->swappiness;
1548 }
1549
1550 /*
1551  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1552  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1553  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1554  * rcu_read_lock(), like this:
1555  *
1556  *         CPU-A                                    CPU-B
1557  *                                              rcu_read_lock()
1558  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1559  *                                                   take heavy locks.
1560  *         synchronize_rcu()                    update something.
1561  *                                              rcu_read_unlock()
1562  *         start move here.
1563  */
1564
1565 /* for quick checking without looking up memcg */
1566 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1567
1568 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1569 {
1570         atomic_inc(&memcg_moving);
1571         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1572         synchronize_rcu();
1573 }
1574
1575 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1576 {
1577         /*
1578          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1579          * We check NULL in callee rather than caller.
1580          */
1581         if (memcg) {
1582                 atomic_dec(&memcg_moving);
1583                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1584         }
1585 }
1586
1587 /*
1588  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1589  *
1590  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1591  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1592  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1593  *
1594  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1595  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1596  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1597  */
1598
1599 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1600 {
1601         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1602         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1603 }
1604
1605 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         struct mem_cgroup *from;
1608         struct mem_cgroup *to;
1609         bool ret = false;
1610         /*
1611          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1612          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1613          */
1614         spin_lock(&mc.lock);
1615         from = mc.from;
1616         to = mc.to;
1617         if (!from)
1618                 goto unlock;
1619
1620         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1621                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1622 unlock:
1623         spin_unlock(&mc.lock);
1624         return ret;
1625 }
1626
1627 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1628 {
1629         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1630                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1631                         DEFINE_WAIT(wait);
1632                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1633                         /* moving charge context might have finished. */
1634                         if (mc.moving_task)
1635                                 schedule();
1636                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1637                         return true;
1638                 }
1639         }
1640         return false;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Take this lock when
1645  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1646  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1647  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1648  */
1649 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1650                                   unsigned long *flags)
1651 {
1652         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1653 }
1654
1655 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1656                                 unsigned long *flags)
1657 {
1658         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1659 }
1660
1661 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1662 /**
1663  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1664  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1665  * @p: Task that is going to be killed
1666  *
1667  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1668  * enabled
1669  */
1670 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1671 {
1672         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1673         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1674         struct mem_cgroup *iter;
1675         unsigned int i;
1676
1677         if (!p)
1678                 return;
1679
1680         mutex_lock(&oom_info_lock);
1681         rcu_read_lock();
1682
1683         pr_info("Task in ");
1684         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1685         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1686         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1687         pr_info("\n");
1688
1689         rcu_read_unlock();
1690
1691         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1692                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1693                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1694                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1695         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1696                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1697                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1699         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1700                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1701                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1703
1704         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1705                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1706                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1707                 pr_cont(":");
1708
1709                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1710                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1711                                 continue;
1712                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1713                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1714                 }
1715
1716                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1717                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1718                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1719
1720                 pr_cont("\n");
1721         }
1722         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1727  * 1(self count) if no children.
1728  */
1729 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1730 {
1731         int num = 0;
1732         struct mem_cgroup *iter;
1733
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1735                 num++;
1736         return num;
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1741  */
1742 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1743 {
1744         u64 limit;
1745
1746         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1747
1748         /*
1749          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1750          */
1751         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1752                 u64 memsw;
1753
1754                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1755                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1756
1757                 /*
1758                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1759                  * available to this memcg, return that limit.
1760                  */
1761                 limit = min(limit, memsw);
1762         }
1763
1764         return limit;
1765 }
1766
1767 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1768                                      int order)
1769 {
1770         struct mem_cgroup *iter;
1771         unsigned long chosen_points = 0;
1772         unsigned long totalpages;
1773         unsigned int points = 0;
1774         struct task_struct *chosen = NULL;
1775
1776         /*
1777          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1778          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1779          * quickly exit and free its memory.
1780          */
1781         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1782                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1783                 return;
1784         }
1785
1786         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1787         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1788         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1789                 struct css_task_iter it;
1790                 struct task_struct *task;
1791
1792                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1793                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1794                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1795                                                         false)) {
1796                         case OOM_SCAN_SELECT:
1797                                 if (chosen)
1798                                         put_task_struct(chosen);
1799                                 chosen = task;
1800                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1801                                 get_task_struct(chosen);
1802                                 /* fall through */
1803                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1804                                 continue;
1805                         case OOM_SCAN_ABORT:
1806                                 css_task_iter_end(&it);
1807                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1808                                 if (chosen)
1809                                         put_task_struct(chosen);
1810                                 return;
1811                         case OOM_SCAN_OK:
1812                                 break;
1813                         };
1814                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1815                         if (!points || points < chosen_points)
1816                                 continue;
1817                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1818                         if (points == chosen_points &&
1819                             thread_group_leader(chosen))
1820                                 continue;
1821
1822                         if (chosen)
1823                                 put_task_struct(chosen);
1824                         chosen = task;
1825                         chosen_points = points;
1826                         get_task_struct(chosen);
1827                 }
1828                 css_task_iter_end(&it);
1829         }
1830
1831         if (!chosen)
1832                 return;
1833         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1834         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1835                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1836 }
1837
1838 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1839                                         gfp_t gfp_mask,
1840                                         unsigned long flags)
1841 {
1842         unsigned long total = 0;
1843         bool noswap = false;
1844         int loop;
1845
1846         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1847                 noswap = true;
1848         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1849                 noswap = true;
1850
1851         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1852                 if (loop)
1853                         drain_all_stock_async(memcg);
1854                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1855                 /*
1856                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1857                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1858                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1859                  */
1860                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1861                         break;
1862                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1863                         break;
1864                 /*
1865                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1866                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1867                  */
1868                 if (loop && !total)
1869                         break;
1870         }
1871         return total;
1872 }
1873
1874 /**
1875  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1876  * @memcg: the target memcg
1877  * @nid: the node ID to be checked.
1878  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1879  *
1880  * This function returns whether the specified memcg contains any
1881  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1882  * pages in the node.
1883  */
1884 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1885                 int nid, bool noswap)
1886 {
1887         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1888                 return true;
1889         if (noswap || !total_swap_pages)
1890                 return false;
1891         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1892                 return true;
1893         return false;
1894
1895 }
1896 #if MAX_NUMNODES > 1
1897
1898 /*
1899  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1900  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1901  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1902  *
1903  */
1904 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1905 {
1906         int nid;
1907         /*
1908          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1909          * pagein/pageout changes since the last update.
1910          */
1911         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1912                 return;
1913         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1914                 return;
1915
1916         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1917         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1918
1919         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1920
1921                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1922                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1923         }
1924
1925         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1926         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1931  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1932  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1933  *
1934  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1935  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1936  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1937  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1938  *
1939  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1940  */
1941 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1942 {
1943         int node;
1944
1945         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1946         node = memcg->last_scanned_node;
1947
1948         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1949         if (node == MAX_NUMNODES)
1950                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1951         /*
1952          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1953          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1954          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1955          * we use curret node.
1956          */
1957         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1958                 node = numa_node_id();
1959
1960         memcg->last_scanned_node = node;
1961         return node;
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1966  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1967  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1968  * enough new information. We need to do double check.
1969  */
1970 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1971 {
1972         int nid;
1973
1974         /*
1975          * quick check...making use of scan_node.
1976          * We can skip unused nodes.
1977          */
1978         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1979                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1980                      nid < MAX_NUMNODES;
1981                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1982
1983                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1984                                 return true;
1985                 }
1986         }
1987         /*
1988          * Check rest of nodes.
1989          */
1990         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1991                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1992                         continue;
1993                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1994                         return true;
1995         }
1996         return false;
1997 }
1998
1999 #else
2000 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2001 {
2002         return 0;
2003 }
2004
2005 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2006 {
2007         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2008 }
2009 #endif
2010
2011 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2012                                    struct zone *zone,
2013                                    gfp_t gfp_mask,
2014                                    unsigned long *total_scanned)
2015 {
2016         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2017         int total = 0;
2018         int loop = 0;
2019         unsigned long excess;
2020         unsigned long nr_scanned;
2021         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2022                 .zone = zone,
2023                 .priority = 0,
2024         };
2025
2026         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2027
2028         while (1) {
2029                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2030                 if (!victim) {
2031                         loop++;
2032                         if (loop >= 2) {
2033                                 /*
2034                                  * If we have not been able to reclaim
2035                                  * anything, it might because there are
2036                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2037                                  */
2038                                 if (!total)
2039                                         break;
2040                                 /*
2041                                  * We want to do more targeted reclaim.
2042                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2043                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2044                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2045                                  */
2046                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2047                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2048                                         break;
2049                         }
2050                         continue;
2051                 }
2052                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2053                         continue;
2054                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2055                                                      zone, &nr_scanned);
2056                 *total_scanned += nr_scanned;
2057                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2058                         break;
2059         }
2060         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2061         return total;
2062 }
2063
2064 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2065 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2066         .name = "memcg_oom_lock",
2067 };
2068 #endif
2069
2070 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2071
2072 /*
2073  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2074  * If someone is running, return false.
2075  */
2076 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2077 {
2078         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2079
2080         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2081
2082         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2083                 if (iter->oom_lock) {
2084                         /*
2085                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2086                          * so we cannot give a lock.
2087                          */
2088                         failed = iter;
2089                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2090                         break;
2091                 } else
2092                         iter->oom_lock = true;
2093         }
2094
2095         if (failed) {
2096                 /*
2097                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2098                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2099                  */
2100                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2101                         if (iter == failed) {
2102                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2103                                 break;
2104                         }
2105                         iter->oom_lock = false;
2106                 }
2107         } else
2108                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2109
2110         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2111
2112         return !failed;
2113 }
2114
2115 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2116 {
2117         struct mem_cgroup *iter;
2118
2119         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2120         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2121         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2122                 iter->oom_lock = false;
2123         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2124 }
2125
2126 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2127 {
2128         struct mem_cgroup *iter;
2129
2130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2131                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2132 }
2133
2134 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2135 {
2136         struct mem_cgroup *iter;
2137
2138         /*
2139          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2140          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2141          * atomic_add_unless() here.
2142          */
2143         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2144                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2145 }
2146
2147 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2148
2149 struct oom_wait_info {
2150         struct mem_cgroup *memcg;
2151         wait_queue_t    wait;
2152 };
2153
2154 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2155         unsigned mode, int sync, void *arg)
2156 {
2157         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2158         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2159         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2160
2161         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2162         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2163
2164         /*
2165          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2166          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2167          */
2168         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2169                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2170                 return 0;
2171         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2172 }
2173
2174 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2175 {
2176         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2177         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2178         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2179 }
2180
2181 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2182 {
2183         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2184                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2185 }
2186
2187 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2188 {
2189         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2190                 return;
2191         /*
2192          * We are in the middle of the charge context here, so we
2193          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2194          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2195          *
2196          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2197          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2198          * invocation might not even be necessary.
2199          *
2200          * That's why we don't do anything here except remember the
2201          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2202          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2203          * and when we know whether the fault was overall successful.
2204          */
2205         css_get(&memcg->css);
2206         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2207         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2208         current->memcg_oom.order = order;
2209 }
2210
2211 /**
2212  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2213  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2214  *
2215  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2216  * handler was enabled.
2217  *
2218  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2219  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2220  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2221  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2222  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2223  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2224  *
2225  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2226  * completed, %false otherwise.
2227  */
2228 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2229 {
2230         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2231         struct oom_wait_info owait;
2232         bool locked;
2233
2234         /* OOM is global, do not handle */
2235         if (!memcg)
2236                 return false;
2237
2238         if (!handle)
2239                 goto cleanup;
2240
2241         owait.memcg = memcg;
2242         owait.wait.flags = 0;
2243         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2244         owait.wait.private = current;
2245         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2246
2247         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2248         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2249
2250         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2251
2252         if (locked)
2253                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2254
2255         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2256                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2257                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2258                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2259                                          current->memcg_oom.order);
2260         } else {
2261                 schedule();
2262                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2263                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2264         }
2265
2266         if (locked) {
2267                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2268                 /*
2269                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2270                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2271                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2272                  */
2273                 memcg_oom_recover(memcg);
2274         }
2275 cleanup:
2276         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2277         css_put(&memcg->css);
2278         return true;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2283  * generalized to update other statistics as well.
2284  *
2285  * Notes: Race condition
2286  *
2287  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2288  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2289  * to do so _always_.
2290  *
2291  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2292  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2293  * are no race with "charge".
2294  *
2295  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2296  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2297  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2298  * by flags.
2299  *
2300  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2301  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2302  * If there is, we take a lock.
2303  */
2304
2305 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2306                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2307 {
2308         struct mem_cgroup *memcg;
2309         struct page_cgroup *pc;
2310
2311         pc = lookup_page_cgroup(page);
2312 again:
2313         memcg = pc->mem_cgroup;
2314         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2315                 return;
2316         /*
2317          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2318          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2319          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2320          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2321          */
2322         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2323                 return;
2324
2325         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2326         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2327                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2328                 goto again;
2329         }
2330         *locked = true;
2331 }
2332
2333 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2334 {
2335         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2336
2337         /*
2338          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2339          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2340          * should take move_lock_mem_cgroup().
2341          */
2342         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2343 }
2344
2345 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2346                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2347 {
2348         struct mem_cgroup *memcg;
2349         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2350         unsigned long uninitialized_var(flags);
2351
2352         if (mem_cgroup_disabled())
2353                 return;
2354
2355         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2356         memcg = pc->mem_cgroup;
2357         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2358                 return;
2359
2360         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2365  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2366  */
2367 #define CHARGE_BATCH    32U
2368 struct memcg_stock_pcp {
2369         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2370         unsigned int nr_pages;
2371         struct work_struct work;
2372         unsigned long flags;
2373 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2374 };
2375 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2376 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2377
2378 /**
2379  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2380  * @memcg: memcg to consume from.
2381  * @nr_pages: how many pages to charge.
2382  *
2383  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2384  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2385  * service an allocation will refill the stock.
2386  *
2387  * returns true if successful, false otherwise.
2388  */
2389 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2390 {
2391         struct memcg_stock_pcp *stock;
2392         bool ret = true;
2393
2394         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2395                 return false;
2396
2397         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2398         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2399                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2400         else /* need to call res_counter_charge */
2401                 ret = false;
2402         put_cpu_var(memcg_stock);
2403         return ret;
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2408  */
2409 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2410 {
2411         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2412
2413         if (stock->nr_pages) {
2414                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2415
2416                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2417                 if (do_swap_account)
2418                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2419                 stock->nr_pages = 0;
2420         }
2421         stock->cached = NULL;
2422 }
2423
2424 /*
2425  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2426  * a thread which is pinned to local cpu.
2427  */
2428 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2429 {
2430         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2431         drain_stock(stock);
2432         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2433 }
2434
2435 static void __init memcg_stock_init(void)
2436 {
2437         int cpu;
2438
2439         for_each_possible_cpu(cpu) {
2440                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2441                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2442                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2443         }
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2448  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2449  */
2450 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2451 {
2452         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2453
2454         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2455                 drain_stock(stock);
2456                 stock->cached = memcg;
2457         }
2458         stock->nr_pages += nr_pages;
2459         put_cpu_var(memcg_stock);
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2464  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2465  * until the work is done.
2466  */
2467 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2468 {
2469         int cpu, curcpu;
2470
2471         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2472         get_online_cpus();
2473         curcpu = get_cpu();
2474         for_each_online_cpu(cpu) {
2475                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2476                 struct mem_cgroup *memcg;
2477
2478                 memcg = stock->cached;
2479                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2480                         continue;
2481                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2482                         continue;
2483                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2484                         if (cpu == curcpu)
2485                                 drain_local_stock(&stock->work);
2486                         else
2487                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2488                 }
2489         }
2490         put_cpu();
2491
2492         if (!sync)
2493                 goto out;
2494
2495         for_each_online_cpu(cpu) {
2496                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2497                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2498                         flush_work(&stock->work);
2499         }
2500 out:
2501         put_online_cpus();
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2506  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2507  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2508  * it.
2509  */
2510 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2511 {
2512         /*
2513          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2514          */
2515         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2516                 return;
2517         drain_all_stock(root_memcg, false);
2518         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2519 }
2520
2521 /* This is a synchronous drain interface. */
2522 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2523 {
2524         /* called when force_empty is called */
2525         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2526         drain_all_stock(root_memcg, true);
2527         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2528 }
2529
2530 /*
2531  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2532  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2533  */
2534 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2535 {
2536         int i;
2537
2538         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2539         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2540                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2541
2542                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2543                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2544         }
2545         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2546                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2547
2548                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2549                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2550         }
2551         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2552 }
2553
2554 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2555                                         unsigned long action,
2556                                         void *hcpu)
2557 {
2558         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2559         struct memcg_stock_pcp *stock;
2560         struct mem_cgroup *iter;
2561
2562         if (action == CPU_ONLINE)
2563                 return NOTIFY_OK;
2564
2565         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2566                 return NOTIFY_OK;
2567
2568         for_each_mem_cgroup(iter)
2569                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2570
2571         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2572         drain_stock(stock);
2573         return NOTIFY_OK;
2574 }
2575
2576
2577 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2578 enum {
2579         CHARGE_OK,              /* success */
2580         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2581         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2582         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2583 };
2584
2585 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2586                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2587                                 bool invoke_oom)
2588 {
2589         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2590         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2591         struct res_counter *fail_res;
2592         unsigned long flags = 0;
2593         int ret;
2594
2595         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2596
2597         if (likely(!ret)) {
2598                 if (!do_swap_account)
2599                         return CHARGE_OK;
2600                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2601                 if (likely(!ret))
2602                         return CHARGE_OK;
2603
2604                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2605                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2606                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2607         } else
2608                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2609         /*
2610          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2611          * single page instead.
2612          */
2613         if (nr_pages > min_pages)
2614                 return CHARGE_RETRY;
2615
2616         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2617                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2618
2619         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2620                 return CHARGE_NOMEM;
2621
2622         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2623         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2624                 return CHARGE_RETRY;
2625         /*
2626          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2627          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2628          * before killing the task.
2629          *
2630          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2631          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2632          * to regular pages anyway in case of failure.
2633          */
2634         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2635                 return CHARGE_RETRY;
2636
2637         /*
2638          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2639          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2640          */
2641         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2642                 return CHARGE_RETRY;
2643
2644         if (invoke_oom)
2645                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2646
2647         return CHARGE_NOMEM;
2648 }
2649
2650 /**
2651  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2652  * @memcg: memcg to charge
2653  * @nr_pages: number of pages to charge
2654  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2655  *
2656  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2657  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2658  */
2659 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2660                                  gfp_t gfp_mask,
2661                                  unsigned int nr_pages,
2662                                  bool oom)
2663 {
2664         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2665         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2666         int ret;
2667
2668         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2669                 goto done;
2670         /*
2671          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2672          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2673          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2674          * free their memory.
2675          */
2676         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2677                      fatal_signal_pending(current) ||
2678                      current->flags & PF_EXITING))
2679                 goto bypass;
2680
2681         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2682                 goto nomem;
2683
2684         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2685                 oom = false;
2686 again:
2687         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2688                 goto done;
2689
2690         do {
2691                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2692
2693                 /* If killed, bypass charge */
2694                 if (fatal_signal_pending(current))
2695                         goto bypass;
2696
2697                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2698                                            nr_pages, invoke_oom);
2699                 switch (ret) {
2700                 case CHARGE_OK:
2701                         break;
2702                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2703                         batch = nr_pages;
2704                         goto again;
2705                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2706                         goto nomem;
2707                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2708                         if (!oom || invoke_oom)
2709                                 goto nomem;
2710                         nr_oom_retries--;
2711                         break;
2712                 }
2713         } while (ret != CHARGE_OK);
2714
2715         if (batch > nr_pages)
2716                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2717 done:
2718         return 0;
2719 nomem:
2720         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2721                 return -ENOMEM;
2722 bypass:
2723         return -EINTR;
2724 }
2725
2726 /**
2727  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2728  * @mm: mm_struct to charge
2729  * @nr_pages: number of pages to charge
2730  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2731  *
2732  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2733  * NULL the charge failed.
2734  */
2735 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2736                                  gfp_t gfp_mask,
2737                                  unsigned int nr_pages,
2738                                  bool oom)
2739
2740 {
2741         struct mem_cgroup *memcg;
2742         int ret;
2743
2744         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2745         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2746         css_put(&memcg->css);
2747         if (ret == -EINTR)
2748                 memcg = root_mem_cgroup;
2749         else if (ret)
2750                 memcg = NULL;
2751
2752         return memcg;
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2757  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2758  * gotten by try_charge().
2759  */
2760 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2761                                        unsigned int nr_pages)
2762 {
2763         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2764                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2765
2766                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2767                 if (do_swap_account)
2768                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2769         }
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2774  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2775  */
2776 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2777                                         unsigned int nr_pages)
2778 {
2779         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2780
2781         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2782                 return;
2783
2784         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2785         if (do_swap_account)
2786                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2787                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2788 }
2789
2790 /*
2791  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2792  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2793  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2794  * called against removed memcg.)
2795  */
2796 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2797 {
2798         /* ID 0 is unused ID */
2799         if (!id)
2800                 return NULL;
2801         return mem_cgroup_from_id(id);
2802 }
2803
2804 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2805 {
2806         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2807         struct page_cgroup *pc;
2808         unsigned short id;
2809         swp_entry_t ent;
2810
2811         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2812
2813         pc = lookup_page_cgroup(page);
2814         lock_page_cgroup(pc);
2815         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2816                 memcg = pc->mem_cgroup;
2817                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2818                         memcg = NULL;
2819         } else if (PageSwapCache(page)) {
2820                 ent.val = page_private(page);
2821                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2822                 rcu_read_lock();
2823                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2824                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2825                         memcg = NULL;
2826                 rcu_read_unlock();
2827         }
2828         unlock_page_cgroup(pc);
2829         return memcg;
2830 }
2831
2832 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2833                                        struct page *page,
2834                                        unsigned int nr_pages,
2835                                        enum charge_type ctype,
2836                                        bool lrucare)
2837 {
2838         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2839         struct zone *uninitialized_var(zone);
2840         struct lruvec *lruvec;
2841         bool was_on_lru = false;
2842         bool anon;
2843
2844         lock_page_cgroup(pc);
2845         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2846         /*
2847          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2848          * accessed by any other context at this point.
2849          */
2850
2851         /*
2852          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2853          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2854          */
2855         if (lrucare) {
2856                 zone = page_zone(page);
2857                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2858                 if (PageLRU(page)) {
2859                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2860                         ClearPageLRU(page);
2861                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2862                         was_on_lru = true;
2863                 }
2864         }
2865
2866         pc->mem_cgroup = memcg;
2867         /*
2868          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2869          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2870          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2871          * before USED bit, we need memory barrier here.
2872          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2873          */
2874         smp_wmb();
2875         SetPageCgroupUsed(pc);
2876
2877         if (lrucare) {
2878                 if (was_on_lru) {
2879                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2880                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2881                         SetPageLRU(page);
2882                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2883                 }
2884                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2885         }
2886
2887         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2888                 anon = true;
2889         else
2890                 anon = false;
2891
2892         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2893         unlock_page_cgroup(pc);
2894
2895         /*
2896          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2897          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2898          * if they exceeds softlimit.
2899          */
2900         memcg_check_events(memcg, page);
2901 }
2902
2903 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2904
2905 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2906 /*
2907  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2908  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2909  */
2910 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2911
2912 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2913
2914 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2915 {
2916         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2917                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2918 }
2919
2920 /*
2921  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2922  * in the memcg_cache_params struct.
2923  */
2924 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2925 {
2926         struct kmem_cache *cachep;
2927
2928         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2929         cachep = p->root_cache;
2930         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2931 }
2932
2933 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2934 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2935 {
2936         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2937         struct memcg_cache_params *params;
2938
2939         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2940                 return -EIO;
2941
2942         print_slabinfo_header(m);
2943
2944         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2945         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2946                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2947         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2948
2949         return 0;
2950 }
2951 #endif
2952
2953 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2954 {
2955         struct res_counter *fail_res;
2956         int ret = 0;
2957
2958         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2959         if (ret)
2960                 return ret;
2961
2962         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2963                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2964         if (ret == -EINTR)  {
2965                 /*
2966                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2967                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2968                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2969                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2970                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2971                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2972                  * our minds.
2973                  *
2974                  * This condition will only trigger if the task entered
2975                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2976                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2977                  * dying when the allocation triggers should have been already
2978                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2979                  */
2980                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2981                 if (do_swap_account)
2982                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2983                                                   &fail_res);
2984                 ret = 0;
2985         } else if (ret)
2986                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2987
2988         return ret;
2989 }
2990
2991 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2992 {
2993         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2994         if (do_swap_account)
2995                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2996
2997         /* Not down to 0 */
2998         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2999                 return;
3000
3001         /*
3002          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3003          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3004          * outliving the memcg existence.
3005          *
3006          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3007          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3008          */
3009         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3010                 css_put(&memcg->css);
3011 }
3012
3013 /*
3014  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3015  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3016  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3017  */
3018 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3019 {
3020         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3021 }
3022
3023 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3024 {
3025         ssize_t size;
3026         if (num_groups <= 0)
3027                 return 0;
3028
3029         size = 2 * num_groups;
3030         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3031                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3032         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3033                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3034
3035         return size;
3036 }
3037
3038 /*
3039  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3040  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3041  * calling this.
3042  */
3043 void memcg_update_array_size(int num)
3044 {
3045         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3046                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3047 }
3048
3049 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3050 {
3051         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3052
3053         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3054
3055         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3056                 int i;
3057                 struct memcg_cache_params *new_params;
3058                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3059
3060                 size *= sizeof(void *);
3061                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3062
3063                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3064                 if (!new_params)
3065                         return -ENOMEM;
3066
3067                 new_params->is_root_cache = true;
3068
3069                 /*
3070                  * There is the chance it will be bigger than
3071                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3072                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3073                  * have a bigger array.
3074                  *
3075                  * But if that is the case, the data after
3076                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3077                  */
3078                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3079                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3080                                 continue;
3081                         new_params->memcg_caches[i] =
3082                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3083                 }
3084
3085                 /*
3086                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3087                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3088                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3089                  *
3090                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3091                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3092                  * anyway.
3093                  */
3094                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3095                 if (cur_params)
3096                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3097         }
3098         return 0;
3099 }
3100
3101 char *memcg_create_cache_name(struct mem_cgroup *memcg,
3102                               struct kmem_cache *root_cache)
3103 {
3104         static char *buf;
3105
3106         /*
3107          * We need a mutex here to protect the shared buffer. Since this is
3108          * expected to be called only on cache creation, we can employ the
3109          * slab_mutex for that purpose.
3110          */
3111         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3112
3113         if (!buf) {
3114                 buf = kmalloc(NAME_MAX + 1, GFP_KERNEL);
3115                 if (!buf)
3116                         return NULL;
3117         }
3118
3119         cgroup_name(memcg->css.cgroup, buf, NAME_MAX + 1);
3120         return kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", root_cache->name,
3121                          memcg_cache_id(memcg), buf);
3122 }
3123
3124 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3125                              struct kmem_cache *root_cache)
3126 {
3127         size_t size;
3128
3129         if (!memcg_kmem_enabled())
3130                 return 0;
3131
3132         if (!memcg) {
3133                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3134                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3135         } else
3136                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3137
3138         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3139         if (!s->memcg_params)
3140                 return -ENOMEM;
3141
3142         if (memcg) {
3143                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3144                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3145                 css_get(&memcg->css);
3146         } else
3147                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3148
3149         return 0;
3150 }
3151
3152 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3153 {
3154         if (!s->memcg_params)
3155                 return;
3156         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3157                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3158         kfree(s->memcg_params);
3159 }
3160
3161 static void memcg_kmem_create_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3162                                     struct kmem_cache *root_cache)
3163 {
3164         struct kmem_cache *cachep;
3165         int id;
3166
3167         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3168
3169         id = memcg_cache_id(memcg);
3170
3171         /*
3172          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3173          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3174          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3175          */
3176         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3177                 return;
3178
3179         cachep = kmem_cache_create_memcg(memcg, root_cache);
3180         /*
3181          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3182          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3183          * cache.
3184          */
3185         if (!cachep)
3186                 return;
3187
3188         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3189
3190         /*
3191          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3192          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3193          * initialized.
3194          */
3195         smp_wmb();
3196
3197         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3198         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3199 }
3200
3201 static void memcg_kmem_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3202 {
3203         struct kmem_cache *root_cache;
3204         struct mem_cgroup *memcg;
3205         int id;
3206
3207         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3208
3209         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3210
3211         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3212         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3213         id = memcg_cache_id(memcg);
3214
3215         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3216         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3217
3218         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3219
3220         kmem_cache_destroy(cachep);
3221 }
3222
3223 /*
3224  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3225  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3226  * enqueing new caches to be created.
3227  *
3228  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3229  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3230  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3231  * objects during debug.
3232  *
3233  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3234  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3235  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3236  * cache again, failing at the same point.
3237  *
3238  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3239  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3240  * inside the following two functions.
3241  */
3242 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3243 {
3244         VM_BUG_ON(!current->mm);
3245         current->memcg_kmem_skip_account++;
3246 }
3247
3248 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3249 {
3250         VM_BUG_ON(!current->mm);
3251         current->memcg_kmem_skip_account--;
3252 }
3253
3254 int __kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3255 {
3256         struct kmem_cache *c;
3257         int i, failed = 0;
3258
3259         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3260         for_each_memcg_cache_index(i) {
3261                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3262                 if (!c)
3263                         continue;
3264
3265                 memcg_kmem_destroy_cache(c);
3266
3267                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3268                         failed++;
3269         }
3270         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3271         return failed;
3272 }
3273
3274 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3275 {
3276         struct kmem_cache *cachep;
3277         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3278
3279         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3280                 return;
3281
3282         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3283         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3284                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3285                 kmem_cache_shrink(cachep);
3286                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3287                         memcg_kmem_destroy_cache(cachep);
3288         }
3289         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3290 }
3291
3292 struct create_work {
3293         struct mem_cgroup *memcg;
3294         struct kmem_cache *cachep;
3295         struct work_struct work;
3296 };
3297
3298 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3299 {
3300         struct create_work *cw = container_of(w, struct create_work, work);
3301         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3302         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3303
3304         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3305         memcg_kmem_create_cache(memcg, cachep);
3306         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3307
3308         css_put(&memcg->css);
3309         kfree(cw);
3310 }
3311
3312 /*
3313  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3314  */
3315 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3316                                          struct kmem_cache *cachep)
3317 {
3318         struct create_work *cw;
3319
3320         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3321         if (cw == NULL) {
3322                 css_put(&memcg->css);
3323                 return;
3324         }
3325
3326         cw->memcg = memcg;
3327         cw->cachep = cachep;
3328
3329         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3330         schedule_work(&cw->work);
3331 }
3332
3333 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3334                                        struct kmem_cache *cachep)
3335 {
3336         /*
3337          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3338          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3339          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3340          *
3341          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3342          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3343          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3344          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3345          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3346          */
3347         memcg_stop_kmem_account();
3348         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3349         memcg_resume_kmem_account();
3350 }
3351
3352 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3353 {
3354         int res;
3355
3356         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3357                                 PAGE_SIZE << order);
3358         if (!res)
3359                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3360         return res;
3361 }
3362
3363 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3364 {
3365         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3366         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3367 }
3368
3369 /*
3370  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3371  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3372  *
3373  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3374  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3375  * in a workqueue.
3376  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3377  * the original cache.
3378  *
3379  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3380  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3381  */
3382 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3383                                           gfp_t gfp)
3384 {
3385         struct mem_cgroup *memcg;
3386         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3387
3388         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3389         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3390
3391         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3392                 return cachep;
3393
3394         rcu_read_lock();
3395         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3396
3397         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3398                 goto out;
3399
3400         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3401         if (likely(memcg_cachep)) {
3402                 cachep = memcg_cachep;
3403                 goto out;
3404         }
3405
3406         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3407         if (!css_tryget(&memcg->css))
3408                 goto out;
3409         rcu_read_unlock();
3410
3411         /*
3412          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3413          * context), we could be be predictable and return right away.
3414          * This would guarantee that the allocation being performed
3415          * already belongs in the new cache.
3416          *
3417          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3418          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3419          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3420          * with the slab_mutex held.
3421          *
3422          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3423          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3424          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3425          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3426          * better to defer everything.
3427          */
3428         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3429         return cachep;
3430 out:
3431         rcu_read_unlock();
3432         return cachep;
3433 }
3434
3435 /*
3436  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3437  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3438  * need a further commit step to do the final arrangements.
3439  *
3440  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3441  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3442  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3443  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3444  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3445  * the compiled-out case as well.
3446  *
3447  * Returning true means the allocation is possible.
3448  */
3449 bool
3450 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3451 {
3452         struct mem_cgroup *memcg;
3453         int ret;
3454
3455         *_memcg = NULL;
3456
3457         /*
3458          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3459          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3460          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3461          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3462          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3463          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3464          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3465          * altogether.
3466          *
3467          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3468          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3469          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3470          * the SLUB allocator:
3471          *
3472          *      memcg_stop_kmem_account();
3473          *      kmalloc(<large_number>)
3474          *      memcg_resume_kmem_account();
3475          *
3476          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3477          * since it will drive us directly to this function without passing
3478          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3479          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3480          * cache arrays. We bring this test here.
3481          */
3482         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3483                 return true;
3484
3485         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3486
3487         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3488                 css_put(&memcg->css);
3489                 return true;
3490         }
3491
3492         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3493         if (!ret)
3494                 *_memcg = memcg;
3495
3496         css_put(&memcg->css);
3497         return (ret == 0);
3498 }
3499
3500 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3501                               int order)
3502 {
3503         struct page_cgroup *pc;
3504
3505         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3506
3507         /* The page allocation failed. Revert */
3508         if (!page) {
3509                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3510                 return;
3511         }
3512
3513         pc = lookup_page_cgroup(page);
3514         lock_page_cgroup(pc);
3515         pc->mem_cgroup = memcg;
3516         SetPageCgroupUsed(pc);
3517         unlock_page_cgroup(pc);
3518 }
3519
3520 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3521 {
3522         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3523         struct page_cgroup *pc;
3524
3525
3526         pc = lookup_page_cgroup(page);
3527         /*
3528          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3529          * check again after locking.
3530          */
3531         if (!PageCgroupUsed(pc))
3532                 return;
3533
3534         lock_page_cgroup(pc);
3535         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3536                 memcg = pc->mem_cgroup;
3537                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3538         }
3539         unlock_page_cgroup(pc);
3540
3541         /*
3542          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3543          * is a valid allocation
3544          */
3545         if (!memcg)
3546                 return;
3547
3548         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3549         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3550 }
3551 #else
3552 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3553 {
3554 }
3555 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3556
3557 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3558
3559 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3560 /*
3561  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3562  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3563  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3564  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3565  */
3566 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3567 {
3568         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3569         struct page_cgroup *pc;
3570         struct mem_cgroup *memcg;
3571         int i;
3572
3573         if (mem_cgroup_disabled())
3574                 return;
3575
3576         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3577         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3578                 pc = head_pc + i;
3579                 pc->mem_cgroup = memcg;
3580                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3581                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3582         }
3583         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3584                        HPAGE_PMD_NR);
3585 }
3586 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3587
3588 /**
3589  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3590  * @page: the page
3591  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3592  * @pc: page_cgroup of the page.
3593  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3594  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3595  *
3596  * The caller must confirm following.
3597  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3598  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3599  *
3600  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3601  * from old cgroup.
3602  */
3603 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3604                                    unsigned int nr_pages,
3605                                    struct page_cgroup *pc,
3606                                    struct mem_cgroup *from,
3607                                    struct mem_cgroup *to)
3608 {
3609         unsigned long flags;
3610         int ret;
3611         bool anon = PageAnon(page);
3612
3613         VM_BUG_ON(from == to);
3614         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3615         /*
3616          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3617          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3618          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3619          * hold it.
3620          */
3621         ret = -EBUSY;
3622         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3623                 goto out;
3624
3625         lock_page_cgroup(pc);
3626
3627         ret = -EINVAL;
3628         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3629                 goto unlock;
3630
3631         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3632
3633         if (!anon && page_mapped(page)) {
3634                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3635                                nr_pages);
3636                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3637                                nr_pages);
3638         }
3639
3640         if (PageWriteback(page)) {
3641                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3642                                nr_pages);
3643                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3644                                nr_pages);
3645         }
3646
3647         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3648
3649         /* caller should have done css_get */
3650         pc->mem_cgroup = to;
3651         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3652         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3653         ret = 0;
3654 unlock:
3655         unlock_page_cgroup(pc);
3656         /*
3657          * check events
3658          */
3659         memcg_check_events(to, page);
3660         memcg_check_events(from, page);
3661 out:
3662         return ret;
3663 }
3664
3665 /**
3666  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3667  * @page: the page to move
3668  * @pc: page_cgroup of the page
3669  * @child: page's cgroup
3670  *
3671  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3672  * parent (aka use_hierarchy==0).
3673  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3674  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3675  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3676  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3677  * on the next attempt and the call should be retried later.
3678  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3679  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3680  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3681  * LRU or vanish.
3682  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3683  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3684  * disappear in the next attempt.
3685  */
3686 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3687                                   struct page_cgroup *pc,
3688                                   struct mem_cgroup *child)
3689 {
3690         struct mem_cgroup *parent;
3691         unsigned int nr_pages;
3692         unsigned long uninitialized_var(flags);
3693         int ret;
3694
3695         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3696
3697         ret = -EBUSY;
3698         if (!get_page_unless_zero(page))
3699                 goto out;
3700         if (isolate_lru_page(page))
3701                 goto put;
3702
3703         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3704
3705         parent = parent_mem_cgroup(child);
3706         /*
3707          * If no parent, move charges to root cgroup.
3708          */
3709         if (!parent)
3710                 parent = root_mem_cgroup;
3711
3712         if (nr_pages > 1) {
3713                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3714                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3715         }
3716
3717         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3718                                 pc, child, parent);
3719         if (!ret)
3720                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3721
3722         if (nr_pages > 1)
3723                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3724         putback_lru_page(page);
3725 put:
3726         put_page(page);
3727 out:
3728         return ret;
3729 }
3730
3731 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3732                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3733 {
3734         unsigned int nr_pages = 1;
3735         struct mem_cgroup *memcg;
3736         bool oom = true;
3737
3738         if (mem_cgroup_disabled())
3739                 return 0;
3740
3741         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3742         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3743         VM_BUG_ON(!mm);
3744
3745         if (PageTransHuge(page)) {
3746                 nr_pages <<= compound_order(page);
3747                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3748                 /*
3749                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3750                  * fault handler will fall back to regular pages.
3751                  */
3752                 oom = false;
3753         }
3754
3755         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3756         if (!memcg)
3757                 return -ENOMEM;
3758         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3759                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3760         return 0;
3761 }
3762
3763 /*
3764  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3765  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3766  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3767  * "commit()" or removed by "cancel()"
3768  */
3769 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3770                                           struct page *page,
3771                                           gfp_t mask,
3772                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3773 {
3774         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3775         struct page_cgroup *pc;
3776         int ret;
3777
3778         pc = lookup_page_cgroup(page);
3779         /*
3780          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3781          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3782          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3783          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3784          * in turn serializes uncharging.
3785          */
3786         if (PageCgroupUsed(pc))
3787                 goto out;
3788         if (do_swap_account)
3789                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3790         if (!memcg)
3791                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3792         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3793         css_put(&memcg->css);
3794         if (ret == -EINTR)
3795                 memcg = root_mem_cgroup;
3796         else if (ret)
3797                 return ret;
3798 out:
3799         *memcgp = memcg;
3800         return 0;
3801 }
3802
3803 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3804                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3805 {
3806         if (mem_cgroup_disabled()) {
3807                 *memcgp = NULL;
3808                 return 0;
3809         }
3810         /*
3811          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3812          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3813          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3814          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3815          */
3816         if (!PageSwapCache(page)) {
3817                 struct mem_cgroup *memcg;
3818
3819                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3820                 if (!memcg)
3821                         return -ENOMEM;
3822                 *memcgp = memcg;
3823                 return 0;
3824         }
3825         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3826 }
3827
3828 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3829 {
3830         if (mem_cgroup_disabled())
3831                 return;
3832         if (!memcg)
3833                 return;
3834         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3835 }
3836
3837 static void
3838 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3839                                         enum charge_type ctype)
3840 {
3841         if (mem_cgroup_disabled())
3842                 return;
3843         if (!memcg)
3844                 return;
3845
3846         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3847         /*
3848          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3849          * counted both as mem and swap....double count.
3850          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3851          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3852          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3853          */
3854         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3855                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3856                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3857         }
3858 }
3859
3860 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3861                                      struct mem_cgroup *memcg)
3862 {
3863         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3864                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3865 }
3866
3867 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3868                                 gfp_t gfp_mask)
3869 {
3870         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3871         struct mem_cgroup *memcg;
3872         int ret;
3873
3874         if (mem_cgroup_disabled())
3875                 return 0;
3876         if (PageCompound(page))
3877                 return 0;
3878
3879         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3880                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3881                                                      gfp_mask, &memcg);
3882                 if (ret)
3883                         return ret;
3884                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3885                 return 0;
3886         }
3887
3888         /*
3889          * Page cache insertions can happen without an actual mm
3890          * context, e.g. during disk probing on boot.
3891          */
3892         if (unlikely(!mm))
3893                 memcg = root_mem_cgroup;
3894         else {
3895                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3896                 if (!memcg)
3897                         return -ENOMEM;
3898         }
3899         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3900         return 0;
3901 }
3902
3903 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3904                                    unsigned int nr_pages,
3905                                    const enum charge_type ctype)
3906 {
3907         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3908         bool uncharge_memsw = true;
3909
3910         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3911         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3912                 uncharge_memsw = false;
3913
3914         batch = &current->memcg_batch;
3915         /*
3916          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3917          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3918          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3919          */
3920         if (!batch->memcg)
3921                 batch->memcg = memcg;
3922         /*
3923          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3924          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3925          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3926          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3927          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3928          */
3929
3930         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3931                 goto direct_uncharge;
3932
3933         if (nr_pages > 1)
3934                 goto direct_uncharge;
3935
3936         /*
3937          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3938          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3939          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3940          */
3941         if (batch->memcg != memcg)
3942                 goto direct_uncharge;
3943         /* remember freed charge and uncharge it later */
3944         batch->nr_pages++;
3945         if (uncharge_memsw)
3946                 batch->memsw_nr_pages++;
3947         return;
3948 direct_uncharge:
3949         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3950         if (uncharge_memsw)
3951                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3952         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3953                 memcg_oom_recover(memcg);
3954 }
3955
3956 /*
3957  * uncharge if !page_mapped(page)
3958  */
3959 static struct mem_cgroup *
3960 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3961                              bool end_migration)
3962 {
3963         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3964         unsigned int nr_pages = 1;
3965         struct page_cgroup *pc;
3966         bool anon;
3967
3968         if (mem_cgroup_disabled())
3969                 return NULL;
3970
3971         if (PageTransHuge(page)) {
3972                 nr_pages <<= compound_order(page);
3973                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3974         }
3975         /*
3976          * Check if our page_cgroup is valid
3977          */
3978         pc = lookup_page_cgroup(page);
3979         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3980                 return NULL;
3981
3982         lock_page_cgroup(pc);
3983
3984         memcg = pc->mem_cgroup;
3985
3986         if (!PageCgroupUsed(pc))
3987                 goto unlock_out;
3988
3989         anon = PageAnon(page);
3990
3991         switch (ctype) {
3992         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3993                 /*
3994                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3995                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3996                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3997                  */
3998                 anon = true;
3999                 /* fallthrough */
4000         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4001                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4002                 if (page_mapped(page))
4003                         goto unlock_out;
4004                 /*
4005                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4006                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4007                  * unused post-migration page and so it has to call
4008                  * here with the migration bit still set.  See the
4009                  * res_counter handling below.
4010                  */
4011                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4012                         goto unlock_out;
4013                 break;
4014         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4015                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4016                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4017                                 goto unlock_out;
4018                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4019                                 goto unlock_out;
4020                 break;
4021         default:
4022                 break;
4023         }
4024
4025         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4026
4027         ClearPageCgroupUsed(pc);
4028         /*
4029          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4030          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4031          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4032          * special functions.
4033          */
4034
4035         unlock_page_cgroup(pc);
4036         /*
4037          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4038          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4039          */
4040         memcg_check_events(memcg, page);
4041         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4042                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4043                 css_get(&memcg->css);
4044         }
4045         /*
4046          * Migration does not charge the res_counter for the
4047          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4048          * page that is unused after the migration.
4049          */
4050         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4051                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4052
4053         return memcg;
4054
4055 unlock_out:
4056         unlock_page_cgroup(pc);
4057         return NULL;
4058 }
4059
4060 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4061 {
4062         /* early check. */
4063         if (page_mapped(page))
4064                 return;
4065         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4066         /*
4067          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4068          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4069          * and handles memcg lifetime.
4070          *
4071          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4072          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4073          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4074          * 0, there won't be any page table references to the swap
4075          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4076          * page to disk.
4077          */
4078         if (PageSwapCache(page))
4079                 return;
4080         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4081 }
4082
4083 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4084 {
4085         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4086         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4087         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4088 }
4089
4090 /*
4091  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4092  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4093  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4094  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4095  * This may be called prural(2) times in a context,
4096  */
4097
4098 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4099 {
4100         current->memcg_batch.do_batch++;
4101         /* We can do nest. */
4102         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4103                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4104                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4105                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4106         }
4107 }
4108
4109 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4110 {
4111         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4112
4113         if (!batch->do_batch)
4114                 return;
4115
4116         batch->do_batch--;
4117         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4118                 return;
4119
4120         if (!batch->memcg)
4121                 return;
4122         /*
4123          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4124          * bacause we hide charges behind us.
4125          */
4126         if (batch->nr_pages)
4127                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4128                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4129         if (batch->memsw_nr_pages)
4130                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4131                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4132         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4133         /* forget this pointer (for sanity check) */
4134         batch->memcg = NULL;
4135 }
4136
4137 #ifdef CONFIG_SWAP
4138 /*
4139  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4140  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4141  */
4142 void
4143 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4144 {
4145         struct mem_cgroup *memcg;
4146         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4147
4148         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4149                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4150
4151         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4152
4153         /*
4154          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4155          * css_get() was called in uncharge().
4156          */
4157         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4158                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4159 }
4160 #endif
4161
4162 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4163 /*
4164  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4165  * uncharge "memsw" account.
4166  */
4167 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4168 {
4169         struct mem_cgroup *memcg;
4170         unsigned short id;
4171
4172         if (!do_swap_account)
4173                 return;
4174
4175         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4176         rcu_read_lock();
4177         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4178         if (memcg) {
4179                 /*
4180                  * We uncharge this because swap is freed.
4181                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4182                  */
4183                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4184                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4185                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4186                 css_put(&memcg->css);
4187         }
4188         rcu_read_unlock();
4189 }
4190
4191 /**
4192  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4193  * @entry: swap entry to be moved
4194  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4195  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4196  *
4197  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4198  * as the mem_cgroup's id of @from.
4199  *
4200  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4201  *
4202  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4203  * both res and memsw, and called css_get().
4204  */
4205 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4206                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4207 {
4208         unsigned short old_id, new_id;
4209
4210         old_id = mem_cgroup_id(from);
4211         new_id = mem_cgroup_id(to);
4212
4213         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4214                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4215                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4216                 /*
4217                  * This function is only called from task migration context now.
4218                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4219                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4220                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4221                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4222                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4223                  *
4224                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4225                  * alive, so we can just call css_get().
4226                  */
4227                 css_get(&to->css);
4228                 return 0;
4229         }
4230         return -EINVAL;
4231 }
4232 #else
4233 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4234                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4235 {
4236         return -EINVAL;
4237 }
4238 #endif
4239
4240 /*
4241  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4242  * page belongs to.
4243  */
4244 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4245                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4246 {
4247         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4248         unsigned int nr_pages = 1;
4249         struct page_cgroup *pc;
4250         enum charge_type ctype;
4251
4252         *memcgp = NULL;
4253
4254         if (mem_cgroup_disabled())
4255                 return;
4256
4257         if (PageTransHuge(page))
4258                 nr_pages <<= compound_order(page);
4259
4260         pc = lookup_page_cgroup(page);
4261         lock_page_cgroup(pc);
4262         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4263                 memcg = pc->mem_cgroup;
4264                 css_get(&memcg->css);
4265                 /*
4266                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4267                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4268                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4269                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4270                  * until end_migration() is called
4271                  *
4272                  * Corner Case Thinking
4273                  * A)
4274                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4275                  * while migration was ongoing.
4276                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4277                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4278                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4279                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4280                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4281                  *
4282                  * B)
4283                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4284                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4285                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4286                  * without charging it again.
4287                  *
4288                  * C)
4289                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4290                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4291                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4292                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4293                  */
4294                 if (PageAnon(page))
4295                         SetPageCgroupMigration(pc);
4296         }
4297         unlock_page_cgroup(pc);
4298         /*
4299          * If the page is not charged at this point,
4300          * we return here.
4301          */
4302         if (!memcg)
4303                 return;
4304
4305         *memcgp = memcg;
4306         /*
4307          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4308          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4309          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4310          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4311          */
4312         if (PageAnon(page))
4313                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4314         else
4315                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4316         /*
4317          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4318          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4319          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4320          */
4321         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4322 }
4323
4324 /* remove redundant charge if migration failed*/
4325 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4326         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4327 {
4328         struct page *used, *unused;
4329         struct page_cgroup *pc;
4330         bool anon;
4331
4332         if (!memcg)
4333                 return;
4334
4335         if (!migration_ok) {
4336                 used = oldpage;
4337                 unused = newpage;
4338         } else {
4339                 used = newpage;
4340                 unused = oldpage;
4341         }
4342         anon = PageAnon(used);
4343         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4344                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4345                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4346                                      true);
4347         css_put(&memcg->css);
4348         /*
4349          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4350          * of the page goes down to zero, temporarly.
4351          * Clear the flag and check the page should be charged.
4352          */
4353         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4354         lock_page_cgroup(pc);
4355         ClearPageCgroupMigration(pc);
4356         unlock_page_cgroup(pc);
4357
4358         /*
4359          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4360          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4361          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4362          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4363          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4364          * check. (see prepare_charge() also)
4365          */
4366         if (anon)
4367                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4368 }
4369
4370 /*
4371  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4372  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4373  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4374  */
4375 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4376                                   struct page *newpage)
4377 {
4378         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4379         struct page_cgroup *pc;
4380         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4381
4382         if (mem_cgroup_disabled())
4383                 return;
4384
4385         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4386         /* fix accounting on old pages */
4387         lock_page_cgroup(pc);
4388         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4389                 memcg = pc->mem_cgroup;
4390                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4391                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4392         }
4393         unlock_page_cgroup(pc);
4394
4395         /*
4396          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4397          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4398          */
4399         if (!memcg)
4400                 return;
4401         /*
4402          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4403          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4404          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4405          */
4406         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4407 }
4408
4409 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4410 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4411 {
4412         struct page_cgroup *pc;
4413
4414         pc = lookup_page_cgroup(page);
4415         /*
4416          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4417          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4418          * or when mem_cgroup_disabled().
4419          */
4420         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4421                 return pc;
4422         return NULL;
4423 }
4424
4425 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4426 {
4427         if (mem_cgroup_disabled())
4428                 return false;
4429
4430         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4431 }
4432
4433 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4434 {
4435         struct page_cgroup *pc;
4436
4437         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4438         if (pc) {
4439                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4440                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4441         }
4442 }
4443 #endif
4444
4445 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4446                                 unsigned long long val)
4447 {
4448         int retry_count;
4449         u64 memswlimit, memlimit;
4450         int ret = 0;
4451         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4452         u64 curusage, oldusage;
4453         int enlarge;
4454
4455         /*
4456          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4457          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4458          * of # of children which we should visit in this loop.
4459          */
4460         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4461
4462         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4463
4464         enlarge = 0;
4465         while (retry_count) {
4466                 if (signal_pending(current)) {
4467                         ret = -EINTR;
4468                         break;
4469                 }
4470                 /*
4471                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4472                  * open coded manner. You see what this really does.
4473                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4474                  */
4475                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4476                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4477                 if (memswlimit < val) {
4478                         ret = -EINVAL;
4479                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4480                         break;
4481                 }
4482
4483                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4484                 if (memlimit < val)
4485                         enlarge = 1;
4486
4487                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4488                 if (!ret) {
4489                         if (memswlimit == val)
4490                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4491                         else
4492                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4493                 }
4494                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4495
4496                 if (!ret)
4497                         break;
4498
4499                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4500                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4501                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4502                 /* Usage is reduced ? */
4503                 if (curusage >= oldusage)
4504                         retry_count--;
4505                 else
4506                         oldusage = curusage;
4507         }
4508         if (!ret && enlarge)
4509                 memcg_oom_recover(memcg);
4510
4511         return ret;
4512 }
4513
4514 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4515                                         unsigned long long val)
4516 {
4517         int retry_count;
4518         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4519         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4520         int ret = -EBUSY;
4521         int enlarge = 0;
4522
4523         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4524         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4525         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4526         while (retry_count) {
4527                 if (signal_pending(current)) {
4528                         ret = -EINTR;
4529                         break;
4530                 }
4531                 /*
4532                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4533                  * open coded manner. You see what this really does.
4534                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4535                  */
4536                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4537                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4538                 if (memlimit > val) {
4539                         ret = -EINVAL;
4540                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4541                         break;
4542                 }
4543                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4544                 if (memswlimit < val)
4545                         enlarge = 1;
4546                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4547                 if (!ret) {
4548                         if (memlimit == val)
4549                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4550                         else
4551                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4552                 }
4553                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4554
4555                 if (!ret)
4556                         break;
4557
4558                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4559                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4560                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4561                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4562                 /* Usage is reduced ? */
4563                 if (curusage >= oldusage)
4564                         retry_count--;
4565                 else
4566                         oldusage = curusage;
4567         }
4568         if (!ret && enlarge)
4569                 memcg_oom_recover(memcg);
4570         return ret;
4571 }
4572
4573 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4574                                             gfp_t gfp_mask,
4575                                             unsigned long *total_scanned)
4576 {
4577         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4578         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4579         unsigned long reclaimed;
4580         int loop = 0;
4581         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4582         unsigned long long excess;
4583         unsigned long nr_scanned;
4584
4585         if (order > 0)
4586                 return 0;
4587
4588         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4589         /*
4590          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4591          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4592          * pressure
4593          */
4594         do {
4595                 if (next_mz)
4596                         mz = next_mz;
4597                 else
4598                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4599                 if (!mz)
4600                         break;
4601
4602                 nr_scanned = 0;
4603                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4604                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4605                 nr_reclaimed += reclaimed;
4606                 *total_scanned += nr_scanned;
4607                 spin_lock(&mctz->lock);
4608
4609                 /*
4610                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4611                  * it is time to move on to the next cgroup
4612                  */
4613                 next_mz = NULL;
4614                 if (!reclaimed) {
4615                         do {
4616                                 /*
4617                                  * Loop until we find yet another one.
4618                                  *
4619                                  * By the time we get the soft_limit lock
4620                                  * again, someone might have aded the
4621                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4622                                  * make sure we get a different mem.
4623                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4624                                  * NULL if no other cgroup is present on
4625                                  * the tree
4626                                  */
4627                                 next_mz =
4628                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4629                                 if (next_mz == mz)
4630                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4631                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4632                                         break;
4633                         } while (1);
4634                 }
4635                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4636                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4637                 /*
4638                  * One school of thought says that we should not add
4639                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4640                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4641                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4642                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4643                  * term TODO.
4644                  */
4645                 /* If excess == 0, no tree ops */
4646                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4647                 spin_unlock(&mctz->lock);
4648                 css_put(&mz->memcg->css);
4649                 loop++;
4650                 /*
4651                  * Could not reclaim anything and there are no more
4652                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4653                  * reclaiming anything.
4654                  */
4655                 if (!nr_reclaimed &&
4656                         (next_mz == NULL ||
4657                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4658                         break;
4659         } while (!nr_reclaimed);
4660         if (next_mz)
4661                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4662         return nr_reclaimed;
4663 }
4664
4665 /**
4666  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4667  * @memcg: group to clear
4668  * @node: NUMA node
4669  * @zid: zone id
4670  * @lru: lru to to clear
4671  *
4672  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4673  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4674  * group.
4675  */
4676 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4677                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4678 {
4679         struct lruvec *lruvec;
4680         unsigned long flags;
4681         struct list_head *list;
4682         struct page *busy;
4683         struct zone *zone;
4684
4685         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4686         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4687         list = &lruvec->lists[lru];
4688
4689         busy = NULL;
4690         do {
4691                 struct page_cgroup *pc;
4692                 struct page *page;
4693
4694                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4695                 if (list_empty(list)) {
4696                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4697                         break;
4698                 }
4699                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4700                 if (busy == page) {
4701                         list_move(&page->lru, list);
4702                         busy = NULL;
4703                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4704                         continue;
4705                 }
4706                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4707
4708                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4709
4710                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4711                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4712                         busy = page;
4713                         cond_resched();
4714                 } else
4715                         busy = NULL;
4716         } while (!list_empty(list));
4717 }
4718
4719 /*
4720  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4721  * all the charges and pages to the parent.
4722  * This enables deleting this mem_cgroup.
4723  *
4724  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4725  */
4726 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4727 {
4728         int node, zid;
4729         u64 usage;
4730
4731         do {
4732                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4733                 lru_add_drain_all();
4734                 drain_all_stock_sync(memcg);
4735                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4736                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4737                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4738                                 enum lru_list lru;
4739                                 for_each_lru(lru) {
4740                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4741                                                         node, zid, lru);
4742                                 }
4743                         }
4744                 }
4745                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4746                 memcg_oom_recover(memcg);
4747                 cond_resched();
4748
4749                 /*
4750                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4751                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4752                  * expect their value to drop to 0 here.
4753                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4754                  *
4755                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4756                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4757                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4758                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4759                  * charge before adding to the LRU.
4760                  */
4761                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4762                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4763         } while (usage > 0);
4764 }
4765
4766 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4767 {
4768         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4769         /*
4770          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4771          * of children, but it prevents a new child from being
4772          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4773          * enough to decide whether hierarchically inherited
4774          * attributes can still be changed or not.
4775          */
4776         return memcg->use_hierarchy &&
4777                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4778 }
4779
4780 /*
4781  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4782  * the rest to the parent.
4783  *
4784  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4785  */
4786 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4787 {
4788         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4789         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4790
4791         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4792         if (cgroup_has_tasks(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4793                 return -EBUSY;
4794
4795         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4796         lru_add_drain_all();
4797         /* try to free all pages in this cgroup */
4798         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4799                 int progress;
4800
4801                 if (signal_pending(current))
4802                         return -EINTR;
4803
4804                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4805                                                 false);
4806                 if (!progress) {
4807                         nr_retries--;
4808                         /* maybe some writeback is necessary */
4809                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4810                 }
4811
4812         }
4813         lru_add_drain();
4814         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4815
4816         return 0;
4817 }
4818
4819 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4820                                         unsigned int event)
4821 {
4822         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4823
4824         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4825                 return -EINVAL;
4826         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4827 }
4828
4829 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4830                                      struct cftype *cft)
4831 {
4832         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4833 }
4834
4835 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4836                                       struct cftype *cft, u64 val)
4837 {
4838         int retval = 0;
4839         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4840         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4841
4842         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4843
4844         if (memcg->use_hierarchy == val)
4845                 goto out;
4846
4847         /*
4848          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4849          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4850          * occur, provided the current cgroup has no children.
4851          *
4852          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4853          * set if there are no children.
4854          */
4855         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4856                                 (val == 1 || val == 0)) {
4857                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
4858                         memcg->use_hierarchy = val;
4859                 else
4860                         retval = -EBUSY;
4861         } else
4862                 retval = -EINVAL;
4863
4864 out:
4865         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4866
4867         return retval;
4868 }
4869
4870
4871 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4872                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4873 {
4874         struct mem_cgroup *iter;
4875         long val = 0;
4876
4877         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4878         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4879                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4880
4881         if (val < 0) /* race ? */
4882                 val = 0;
4883         return val;
4884 }
4885
4886 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4887 {
4888         u64 val;
4889
4890         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4891                 if (!swap)
4892                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4893                 else
4894                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4895         }
4896
4897         /*
4898          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4899          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4900          */
4901         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4902         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4903
4904         if (swap)
4905                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4906
4907         return val << PAGE_SHIFT;
4908 }
4909
4910 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4911                                    struct cftype *cft)
4912 {
4913         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4914         u64 val;
4915         int name;
4916         enum res_type type;
4917
4918         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4919         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4920
4921         switch (type) {
4922         case _MEM:
4923                 if (name == RES_USAGE)
4924                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4925                 else
4926                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4927                 break;
4928         case _MEMSWAP:
4929                 if (name == RES_USAGE)
4930                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4931                 else
4932                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4933                 break;
4934         case _KMEM:
4935                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4936                 break;
4937         default:
4938                 BUG();
4939         }
4940
4941         return val;
4942 }
4943
4944 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4945 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4946 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4947                                  unsigned long long limit)
4948 {
4949         int err = 0;
4950         int memcg_id;
4951
4952         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4953                 return 0;
4954
4955         /*
4956          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4957          * cgroups so let's stop accounting here.
4958          */
4959         memcg_stop_kmem_account();
4960
4961         /*
4962          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4963          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4964          * already joined.
4965          *
4966          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4967          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4968          * place, which makes the value quite meaningless.
4969          *
4970          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4971          * of course permitted.
4972          */
4973         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4974         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
4975                 err = -EBUSY;
4976         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4977         if (err)
4978                 goto out;
4979
4980         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4981                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4982         if (memcg_id < 0) {
4983                 err = memcg_id;
4984                 goto out;
4985         }
4986
4987         /*
4988          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4989          * memcg_params.
4990          */
4991         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4992         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4993         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4994         if (err)
4995                 goto out_rmid;
4996
4997         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4998         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4999
5000         /*
5001          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5002          * active bit set yet, so this should succeed.
5003          */
5004         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5005         VM_BUG_ON(err);
5006
5007         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5008         /*
5009          * Setting the active bit after enabling static branching will
5010          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5011          * patched.
5012          */
5013         memcg_kmem_set_active(memcg);
5014 out:
5015         memcg_resume_kmem_account();
5016         return err;
5017
5018 out_rmid:
5019         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5020         goto out;
5021 }
5022
5023 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5024                                unsigned long long limit)
5025 {
5026         int ret;
5027
5028         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5029         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5030         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5031         return ret;
5032 }
5033
5034 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5035                                    unsigned long long val)
5036 {
5037         int ret;
5038
5039         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5040                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5041         else
5042                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5043         return ret;
5044 }
5045
5046 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5047 {
5048         int ret = 0;
5049         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5050
5051         if (!parent)
5052                 return 0;
5053
5054         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5055         /*
5056          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5057          * after this point, because it has at least one child already.
5058          */
5059         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5060                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5061         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5062         return ret;
5063 }
5064 #else
5065 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5066                                    unsigned long long val)
5067 {
5068         return -EINVAL;
5069 }
5070 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5071
5072 /*
5073  * The user of this function is...
5074  * RES_LIMIT.
5075  */
5076 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5077                             char *buffer)
5078 {
5079         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5080         enum res_type type;
5081         int name;
5082         unsigned long long val;
5083         int ret;
5084
5085         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5086         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5087
5088         switch (name) {
5089         case RES_LIMIT:
5090                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5091                         ret = -EINVAL;
5092                         break;
5093                 }
5094                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5095                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5096                 if (ret)
5097                         break;
5098                 if (type == _MEM)
5099                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5100                 else if (type == _MEMSWAP)
5101                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5102                 else if (type == _KMEM)
5103                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5104                 else
5105                         return -EINVAL;
5106                 break;
5107         case RES_SOFT_LIMIT:
5108                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5109                 if (ret)
5110                         break;
5111                 /*
5112                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5113                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5114                  * control without swap
5115                  */
5116                 if (type == _MEM)
5117                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5118                 else
5119                         ret = -EINVAL;
5120                 break;
5121         default:
5122                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5123                 break;
5124         }
5125         return ret;
5126 }
5127
5128 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5129                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5130 {
5131         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5132
5133         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5134         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5135         if (!memcg->use_hierarchy)
5136                 goto out;
5137
5138         while (css_parent(&memcg->css)) {
5139                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5140                 if (!memcg->use_hierarchy)
5141                         break;
5142                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5143                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5144                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5145                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5146         }
5147 out:
5148         *mem_limit = min_limit;
5149         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5150 }
5151
5152 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5153 {
5154         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5155         int name;
5156         enum res_type type;
5157
5158         type = MEMFILE_TYPE(event);
5159         name = MEMFILE_ATTR(event);
5160
5161         switch (name) {
5162         case RES_MAX_USAGE:
5163                 if (type == _MEM)
5164                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5165                 else if (type == _MEMSWAP)
5166                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5167                 else if (type == _KMEM)
5168                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5169                 else
5170                         return -EINVAL;
5171                 break;
5172         case RES_FAILCNT:
5173                 if (type == _MEM)
5174                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5175                 else if (type == _MEMSWAP)
5176                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5177                 else if (type == _KMEM)
5178                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5179                 else
5180                         return -EINVAL;
5181                 break;
5182         }
5183
5184         return 0;
5185 }
5186
5187 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5188                                         struct cftype *cft)
5189 {
5190         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5191 }
5192
5193 #ifdef CONFIG_MMU
5194 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5195                                         struct cftype *cft, u64 val)
5196 {
5197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5198
5199         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5200                 return -EINVAL;
5201
5202         /*
5203          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5204          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5205          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5206          * affect task migrations starting after the change.
5207          */
5208         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5209         return 0;
5210 }
5211 #else
5212 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5213                                         struct cftype *cft, u64 val)
5214 {
5215         return -ENOSYS;
5216 }
5217 #endif
5218
5219 #ifdef CONFIG_NUMA
5220 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5221 {
5222         struct numa_stat {
5223                 const char *name;
5224                 unsigned int lru_mask;
5225         };
5226
5227         static const struct numa_stat stats[] = {
5228                 { "total", LRU_ALL },
5229                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5230                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5231                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5232         };
5233         const struct numa_stat *stat;
5234         int nid;
5235         unsigned long nr;
5236         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5237
5238         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5239                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5240                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5241                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5242                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5243                                                           stat->lru_mask);
5244                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5245                 }
5246                 seq_putc(m, '\n');
5247         }
5248
5249         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5250                 struct mem_cgroup *iter;
5251
5252                 nr = 0;
5253                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5254                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5255                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5256                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5257                         nr = 0;
5258                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5259                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5260                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5261                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5262                 }
5263                 seq_putc(m, '\n');
5264         }
5265
5266         return 0;
5267 }
5268 #endif /* CONFIG_NUMA */
5269
5270 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5271 {
5272         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5273 }
5274
5275 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5276 {
5277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5278         struct mem_cgroup *mi;
5279         unsigned int i;
5280
5281         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5282                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5283                         continue;
5284                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5285                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5286         }
5287
5288         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5289                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5290                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5291
5292         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5293                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5294                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5295
5296         /* Hierarchical information */
5297         {
5298                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5299                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5300                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5301                 if (do_swap_account)
5302                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5303                                    memsw_limit);
5304         }
5305
5306         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5307                 long long val = 0;
5308
5309                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5310                         continue;
5311                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5312                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5313                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5314         }
5315
5316         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5317                 unsigned long long val = 0;
5318
5319                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5320                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5321                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5322                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5323         }
5324
5325         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5326                 unsigned long long val = 0;
5327
5328                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5329                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5330                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5331         }
5332
5333 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5334         {
5335                 int nid, zid;
5336                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5337                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5338                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5339                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5340
5341                 for_each_online_node(nid)
5342                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5343                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5344                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5345
5346                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5347                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5348                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5349                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5350                         }
5351                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5352                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5353                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5354                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5355         }
5356 #endif
5357
5358         return 0;
5359 }
5360
5361 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5362                                       struct cftype *cft)
5363 {
5364         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5365
5366         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5367 }
5368
5369 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5370                                        struct cftype *cft, u64 val)
5371 {
5372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5373
5374         if (val > 100)
5375                 return -EINVAL;
5376
5377         if (css_parent(css))
5378                 memcg->swappiness = val;
5379         else
5380                 vm_swappiness = val;
5381
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5386 {
5387         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5388         u64 usage;
5389         int i;
5390
5391         rcu_read_lock();
5392         if (!swap)
5393                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5394         else
5395                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5396
5397         if (!t)
5398                 goto unlock;
5399
5400         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5401
5402         /*
5403          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5404          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5405          * call of __mem_cgroup_threshold().
5406          */
5407         i = t->current_threshold;
5408
5409         /*
5410          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5411          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5412          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5413          * only one element of the array here.
5414          */
5415         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5416                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5417
5418         /* i = current_threshold + 1 */
5419         i++;
5420
5421         /*
5422          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5423          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5424          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5425          * only one element of the array here.
5426          */
5427         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5428                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5429
5430         /* Update current_threshold */
5431         t->current_threshold = i - 1;
5432 unlock:
5433         rcu_read_unlock();
5434 }
5435
5436 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5437 {
5438         while (memcg) {
5439                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5440                 if (do_swap_account)
5441                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5442
5443                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5444         }
5445 }
5446
5447 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5448 {
5449         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5450         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5451
5452         if (_a->threshold > _b->threshold)
5453                 return 1;
5454
5455         if (_a->threshold < _b->threshold)
5456                 return -1;
5457
5458         return 0;
5459 }
5460
5461 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5462 {
5463         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5464
5465         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5466                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5467         return 0;
5468 }
5469
5470 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5471 {
5472         struct mem_cgroup *iter;
5473
5474         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5475                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5476 }
5477
5478 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5479         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5480 {
5481         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5482         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5483         u64 threshold, usage;
5484         int i, size, ret;
5485
5486         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5487         if (ret)
5488                 return ret;
5489
5490         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5491
5492         if (type == _MEM)
5493                 thresholds = &memcg->thresholds;
5494         else if (type == _MEMSWAP)
5495                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5496         else
5497                 BUG();
5498
5499         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5500
5501         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5502         if (thresholds->primary)
5503                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5504
5505         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5506
5507         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5508         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5509                         GFP_KERNEL);
5510         if (!new) {
5511                 ret = -ENOMEM;
5512                 goto unlock;
5513         }
5514         new->size = size;
5515
5516         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5517         if (thresholds->primary) {
5518                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5519                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5520         }
5521
5522         /* Add new threshold */
5523         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5524         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5525
5526         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5527         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5528                         compare_thresholds, NULL);
5529
5530         /* Find current threshold */
5531         new->current_threshold = -1;
5532         for (i = 0; i < size; i++) {
5533                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5534                         /*
5535                          * new->current_threshold will not be used until
5536                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5537                          * it here.
5538                          */
5539                         ++new->current_threshold;
5540                 } else
5541                         break;
5542         }
5543
5544         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5545         kfree(thresholds->spare);
5546         thresholds->spare = thresholds->primary;
5547
5548         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5549
5550         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5551         synchronize_rcu();
5552
5553 unlock:
5554         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5555
5556         return ret;
5557 }
5558
5559 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5560         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5561 {
5562         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5563 }
5564
5565 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5566         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5567 {
5568         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5569 }
5570
5571 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5572         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5573 {
5574         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5575         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5576         u64 usage;
5577         int i, j, size;
5578
5579         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5580         if (type == _MEM)
5581                 thresholds = &memcg->thresholds;
5582         else if (type == _MEMSWAP)
5583                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5584         else
5585                 BUG();
5586
5587         if (!thresholds->primary)
5588                 goto unlock;
5589
5590         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5591
5592         /* Check if a threshold crossed before removing */
5593         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5594
5595         /* Calculate new number of threshold */
5596         size = 0;
5597         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5598                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5599                         size++;
5600         }
5601
5602         new = thresholds->spare;
5603
5604         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5605         if (!size) {
5606                 kfree(new);
5607                 new = NULL;
5608                 goto swap_buffers;
5609         }
5610
5611         new->size = size;
5612
5613         /* Copy thresholds and find current threshold */
5614         new->current_threshold = -1;
5615         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5616                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5617                         continue;
5618
5619                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5620                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5621                         /*
5622                          * new->current_threshold will not be used
5623                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5624                          * it here.
5625                          */
5626                         ++new->current_threshold;
5627                 }
5628                 j++;
5629         }
5630
5631 swap_buffers:
5632         /* Swap primary and spare array */
5633         thresholds->spare = thresholds->primary;
5634         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5635         if (!new) {
5636                 kfree(thresholds->spare);
5637                 thresholds->spare = NULL;
5638         }
5639
5640         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5641
5642         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5643         synchronize_rcu();
5644 unlock:
5645         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5646 }
5647
5648 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5649         struct eventfd_ctx *eventfd)
5650 {
5651         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5652 }
5653
5654 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5655         struct eventfd_ctx *eventfd)
5656 {
5657         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5658 }
5659
5660 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5661         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5662 {
5663         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5664
5665         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5666         if (!event)
5667                 return -ENOMEM;
5668
5669         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5670
5671         event->eventfd = eventfd;
5672         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5673
5674         /* already in OOM ? */
5675         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5676                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5677         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5678
5679         return 0;
5680 }
5681
5682 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5683         struct eventfd_ctx *eventfd)
5684 {
5685         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5686
5687         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5688
5689         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5690                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5691                         list_del(&ev->list);
5692                         kfree(ev);
5693                 }
5694         }
5695
5696         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5697 }
5698
5699 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5700 {
5701         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5702
5703         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5704         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5705         return 0;
5706 }
5707
5708 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5709         struct cftype *cft, u64 val)
5710 {
5711         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5712
5713         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5714         if (!css_parent(css) || !((val == 0) || (val == 1)))
5715                 return -EINVAL;
5716
5717         memcg->oom_kill_disable = val;
5718         if (!val)
5719                 memcg_oom_recover(memcg);
5720
5721         return 0;
5722 }
5723
5724 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5725 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5726 {
5727         int ret;
5728
5729         memcg->kmemcg_id = -1;
5730         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5731         if (ret)
5732                 return ret;
5733
5734         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5735 }
5736
5737 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5738 {
5739         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5740 }
5741
5742 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5743 {
5744         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5745                 return;
5746
5747         /*
5748          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5749          * pages, for instance, a page contain objects from various
5750          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5751          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5752          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5753          *
5754          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5755          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5756          * reference is taken here before the group is marked dead
5757          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5758          *
5759          * Although this might sound strange as this path is called from
5760          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5761          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5762          * we do not have other options because of the kmem allocations
5763          * lifetime.
5764          */
5765         css_get(&memcg->css);
5766
5767         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5768
5769         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5770                 return;
5771
5772         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5773                 css_put(&memcg->css);
5774 }
5775 #else
5776 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5777 {
5778         return 0;
5779 }
5780
5781 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5782 {
5783 }
5784
5785 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5786 {
5787 }
5788 #endif
5789
5790 /*
5791  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5792  *
5793  * "cgroup.event_control" implementation.
5794  *
5795  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5796  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5797  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5798  *
5799  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5800  * possible.
5801  */
5802
5803 /*
5804  * Unregister event and free resources.
5805  *
5806  * Gets called from workqueue.
5807  */
5808 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5809 {
5810         struct mem_cgroup_event *event =
5811                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5812         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5813
5814         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5815
5816         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5817
5818         /* Notify userspace the event is going away. */
5819         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5820
5821         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5822         kfree(event);
5823         css_put(&memcg->css);
5824 }
5825
5826 /*
5827  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5828  *
5829  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5830  */
5831 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5832                             int sync, void *key)
5833 {
5834         struct mem_cgroup_event *event =
5835                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5836         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5837         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5838
5839         if (flags & POLLHUP) {
5840                 /*
5841                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5842                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5843                  * for us.
5844                  *
5845                  * We can't race against event freeing since the other
5846                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5847                  * which we hold.
5848                  */
5849                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5850                 if (!list_empty(&event->list)) {
5851                         list_del_init(&event->list);
5852                         /*
5853                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5854                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5855                          */
5856                         schedule_work(&event->remove);
5857                 }
5858                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5859         }
5860
5861         return 0;
5862 }
5863
5864 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5865                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5866 {
5867         struct mem_cgroup_event *event =
5868                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5869
5870         event->wqh = wqh;
5871         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5872 }
5873
5874 /*
5875  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5876  *
5877  * Parse input and register new cgroup event handler.
5878  *
5879  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5880  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5881  */
5882 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
5883                                      struct cftype *cft, char *buffer)
5884 {
5885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5886         struct mem_cgroup_event *event;
5887         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5888         unsigned int efd, cfd;
5889         struct fd efile;
5890         struct fd cfile;
5891         const char *name;
5892         char *endp;
5893         int ret;
5894
5895         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5896         if (*endp != ' ')
5897                 return -EINVAL;
5898         buffer = endp + 1;
5899
5900         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5901         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5902                 return -EINVAL;
5903         buffer = endp + 1;
5904
5905         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5906         if (!event)
5907                 return -ENOMEM;
5908
5909         event->memcg = memcg;
5910         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5911         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5912         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5913         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5914
5915         efile = fdget(efd);
5916         if (!efile.file) {
5917                 ret = -EBADF;
5918                 goto out_kfree;
5919         }
5920
5921         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5922         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5923                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5924                 goto out_put_efile;
5925         }
5926
5927         cfile = fdget(cfd);
5928         if (!cfile.file) {
5929                 ret = -EBADF;
5930                 goto out_put_eventfd;
5931         }
5932
5933         /* the process need read permission on control file */
5934         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5935         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5936         if (ret < 0)
5937                 goto out_put_cfile;
5938
5939         /*
5940          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5941          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5942          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5943          * is for compatibility anyway.
5944          *
5945          * DO NOT ADD NEW FILES.
5946          */
5947         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5948
5949         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5950                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5951                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5952         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5953                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5954                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5955         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5956                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5957                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5958         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5959                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5960                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5961         } else {
5962                 ret = -EINVAL;
5963                 goto out_put_cfile;
5964         }
5965
5966         /*
5967          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5968          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5969          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5970          */
5971         cfile_css = css_tryget_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5972                                         &memory_cgrp_subsys);
5973         ret = -EINVAL;
5974         if (IS_ERR(cfile_css))
5975                 goto out_put_cfile;
5976         if (cfile_css != css) {
5977                 css_put(cfile_css);
5978                 goto out_put_cfile;
5979         }
5980
5981         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
5982         if (ret)
5983                 goto out_put_css;
5984
5985         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5986
5987         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5988         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5989         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5990
5991         fdput(cfile);
5992         fdput(efile);
5993
5994         return 0;
5995
5996 out_put_css:
5997         css_put(css);
5998 out_put_cfile:
5999         fdput(cfile);
6000 out_put_eventfd:
6001         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6002 out_put_efile:
6003         fdput(efile);
6004 out_kfree:
6005         kfree(event);
6006
6007         return ret;
6008 }
6009
6010 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6011         {
6012                 .name = "usage_in_bytes",
6013                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6014                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6015         },
6016         {
6017                 .name = "max_usage_in_bytes",
6018                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6019                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6020                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6021         },
6022         {
6023                 .name = "limit_in_bytes",
6024                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6025                 .write_string = mem_cgroup_write,
6026                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6027         },
6028         {
6029                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6030                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6031                 .write_string = mem_cgroup_write,
6032                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6033         },
6034         {
6035                 .name = "failcnt",
6036                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6037                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6038                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6039         },
6040         {
6041                 .name = "stat",
6042                 .seq_show = memcg_stat_show,
6043         },
6044         {
6045                 .name = "force_empty",
6046                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6047         },
6048         {
6049                 .name = "use_hierarchy",
6050                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6051                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6052                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6053         },
6054         {
6055                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6056                 .write_string = memcg_write_event_control,
6057                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6058                 .mode = S_IWUGO,
6059         },
6060         {
6061                 .name = "swappiness",
6062                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6063                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6064         },
6065         {
6066                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6067                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6068                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6069         },
6070         {
6071                 .name = "oom_control",
6072                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6073                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6074                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6075         },
6076         {
6077                 .name = "pressure_level",
6078         },
6079 #ifdef CONFIG_NUMA
6080         {
6081                 .name = "numa_stat",
6082                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6083         },
6084 #endif
6085 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6086         {
6087                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6089                 .write_string = mem_cgroup_write,
6090                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6091         },
6092         {
6093                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6095                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6096         },
6097         {
6098                 .name = "kmem.failcnt",
6099                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6100                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6101                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6102         },
6103         {
6104                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6105                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6106                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6107                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6108         },
6109 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6110         {
6111                 .name = "kmem.slabinfo",
6112                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6113         },
6114 #endif
6115 #endif
6116         { },    /* terminate */
6117 };
6118
6119 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6120 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6121         {
6122                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6123                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6124                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6125         },
6126         {
6127                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6128                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6129                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6130                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6131         },
6132         {
6133                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6134                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6135                 .write_string = mem_cgroup_write,
6136                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6137         },
6138         {
6139                 .name = "memsw.failcnt",
6140                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6141                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6142                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6143         },
6144         { },    /* terminate */
6145 };
6146 #endif
6147 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6148 {
6149         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6150         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6151         int zone, tmp = node;
6152         /*
6153          * This routine is called against possible nodes.
6154          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6155          *
6156          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6157          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6158          *       function.
6159          */
6160         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6161                 tmp = -1;
6162         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6163         if (!pn)
6164                 return 1;
6165
6166         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6167                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6168                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6169                 mz->usage_in_excess = 0;
6170                 mz->on_tree = false;
6171                 mz->memcg = memcg;
6172         }
6173         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6174         return 0;
6175 }
6176
6177 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6178 {
6179         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6180 }
6181
6182 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6183 {
6184         struct mem_cgroup *memcg;
6185         size_t size;
6186
6187         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6188         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6189
6190         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6191         if (!memcg)
6192                 return NULL;
6193
6194         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6195         if (!memcg->stat)
6196                 goto out_free;
6197         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6198         return memcg;
6199
6200 out_free:
6201         kfree(memcg);
6202         return NULL;
6203 }
6204
6205 /*
6206  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6207  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6208  *
6209  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6210  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6211  * it goes down to 0.
6212  *
6213  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6214  */
6215
6216 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6217 {
6218         int node;
6219
6220         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6221
6222         for_each_node(node)
6223                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6224
6225         free_percpu(memcg->stat);
6226
6227         /*
6228          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6229          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6230          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6231          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6232          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6233          *
6234          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6235          * to move this code around, and make sure it is outside
6236          * the cgroup_lock.
6237          */
6238         disarm_static_keys(memcg);
6239         kfree(memcg);
6240 }
6241
6242 /*
6243  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6244  */
6245 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6246 {
6247         if (!memcg->res.parent)
6248                 return NULL;
6249         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6250 }
6251 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6252
6253 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6254 {
6255         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6256         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6257         int tmp, node, zone;
6258
6259         for_each_node(node) {
6260                 tmp = node;
6261                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6262                         tmp = -1;
6263                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6264                 BUG_ON(!rtpn);
6265
6266                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6267
6268                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6269                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6270                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6271                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6272                 }
6273         }
6274 }
6275
6276 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6277 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6278 {
6279         struct mem_cgroup *memcg;
6280         long error = -ENOMEM;
6281         int node;
6282
6283         memcg = mem_cgroup_alloc();
6284         if (!memcg)
6285                 return ERR_PTR(error);
6286
6287         for_each_node(node)
6288                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6289                         goto free_out;
6290
6291         /* root ? */
6292         if (parent_css == NULL) {
6293                 root_mem_cgroup = memcg;
6294                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6295                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6296                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6297         }
6298
6299         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6300         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6301         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6302         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6303         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6304         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6305         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6306         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6307
6308         return &memcg->css;
6309
6310 free_out:
6311         __mem_cgroup_free(memcg);
6312         return ERR_PTR(error);
6313 }
6314
6315 static int
6316 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6317 {
6318         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6319         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6320
6321         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6322                 return -ENOSPC;
6323
6324         if (!parent)
6325                 return 0;
6326
6327         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6328
6329         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6330         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6331         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6332
6333         if (parent->use_hierarchy) {
6334                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6335                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6336                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6337
6338                 /*
6339                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6340                  * core guarantees its existence.
6341                  */
6342         } else {
6343                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6344                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6345                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6346                 /*
6347                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6348                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6349                  * unfortunate state in our controller.
6350                  */
6351                 if (parent != root_mem_cgroup)
6352                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6353         }
6354         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6355
6356         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6357 }
6358
6359 /*
6360  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6361  */
6362 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6363 {
6364         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6365
6366         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6367                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6368
6369         /*
6370          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6371          * explicitely.
6372          */
6373         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6374                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6375 }
6376
6377 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6378 {
6379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6380         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6381         struct cgroup_subsys_state *iter;
6382
6383         /*
6384          * Unregister events and notify userspace.
6385          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6386          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6387          */
6388         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6389         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6390                 list_del_init(&event->list);
6391                 schedule_work(&event->remove);
6392         }
6393         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6394
6395         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6396
6397         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6398
6399         /*
6400          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6401          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6402          */
6403         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6404                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6405
6406         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6407         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6408 }
6409
6410 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6411 {
6412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6413         /*
6414          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6415          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6416          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6417          * under the same RCU lock region, which means that charging
6418          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6419          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6420          * without any tasks from the swapin path when the target
6421          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6422          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6423          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6424          * circulation:
6425          *
6426          * #0                        #1
6427          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6428          *                           rcu_read_lock()
6429          *                           mem_cgroup_lookup()
6430          *                           css_tryget()
6431          *                           rcu_read_unlock()
6432          * disable css_tryget()
6433          * call_rcu()
6434          *   offline_css()
6435          *     reparent_charges()
6436          *                           res_counter_charge()
6437          *                           css_put()
6438          *                             css_free()
6439          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6440          *                           add page to lru
6441          *
6442          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6443          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6444          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6445          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6446          * made after offlining:
6447          */
6448         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6449
6450         memcg_destroy_kmem(memcg);
6451         __mem_cgroup_free(memcg);
6452 }
6453
6454 #ifdef CONFIG_MMU
6455 /* Handlers for move charge at task migration. */
6456 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6457 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6458 {
6459         int ret = 0;
6460         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6461         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6462
6463         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6464                 mc.precharge += count;
6465                 /* we don't need css_get for root */
6466                 return ret;
6467         }
6468         /* try to charge at once */
6469         if (count > 1) {
6470                 struct res_counter *dummy;
6471                 /*
6472                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6473                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6474                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6475                  * css_get().
6476                  */
6477                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6478                         goto one_by_one;
6479                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6480                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6481                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6482                         goto one_by_one;
6483                 }
6484                 mc.precharge += count;
6485                 return ret;
6486         }
6487 one_by_one:
6488         /* fall back to one by one charge */
6489         while (count--) {
6490                 if (signal_pending(current)) {
6491                         ret = -EINTR;
6492                         break;
6493                 }
6494                 if (!batch_count--) {
6495                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6496                         cond_resched();
6497                 }
6498                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6499                 if (ret)
6500                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6501                         return ret;
6502                 mc.precharge++;
6503         }
6504         return ret;
6505 }
6506
6507 /**
6508  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6509  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6510  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6511  * @ptent: the pte to be checked
6512  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6513  *
6514  * Returns
6515  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6516  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6517  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6518  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6519  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6520  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6521  *     in target->ent.
6522  *
6523  * Called with pte lock held.
6524  */
6525 union mc_target {
6526         struct page     *page;
6527         swp_entry_t     ent;
6528 };
6529
6530 enum mc_target_type {
6531         MC_TARGET_NONE = 0,
6532         MC_TARGET_PAGE,
6533         MC_TARGET_SWAP,
6534 };
6535
6536 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6537                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6538 {
6539         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6540
6541         if (!page || !page_mapped(page))
6542                 return NULL;
6543         if (PageAnon(page)) {
6544                 /* we don't move shared anon */
6545                 if (!move_anon())
6546                         return NULL;
6547         } else if (!move_file())
6548                 /* we ignore mapcount for file pages */
6549                 return NULL;
6550         if (!get_page_unless_zero(page))
6551                 return NULL;
6552
6553         return page;
6554 }
6555
6556 #ifdef CONFIG_SWAP
6557 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6558                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6559 {
6560         struct page *page = NULL;
6561         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6562
6563         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6564                 return NULL;
6565         /*
6566          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6567          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6568          */
6569         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6570         if (do_swap_account)
6571                 entry->val = ent.val;
6572
6573         return page;
6574 }
6575 #else
6576 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6577                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6578 {
6579         return NULL;
6580 }
6581 #endif
6582
6583 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6584                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6585 {
6586         struct page *page = NULL;
6587         struct address_space *mapping;
6588         pgoff_t pgoff;
6589
6590         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6591                 return NULL;
6592         if (!move_file())
6593                 return NULL;
6594
6595         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6596         if (pte_none(ptent))
6597                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6598         else /* pte_file(ptent) is true */
6599                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6600
6601         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6602 #ifdef CONFIG_SWAP
6603         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6604         if (shmem_mapping(mapping)) {
6605                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6606                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6607                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6608                         if (do_swap_account)
6609                                 *entry = swp;
6610                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6611                 }
6612         } else
6613                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6614 #else
6615         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6616 #endif
6617         return page;
6618 }
6619
6620 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6621                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6622 {
6623         struct page *page = NULL;
6624         struct page_cgroup *pc;
6625         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6626         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6627
6628         if (pte_present(ptent))
6629                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6630         else if (is_swap_pte(ptent))
6631                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6632         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6633                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6634
6635         if (!page && !ent.val)
6636                 return ret;
6637         if (page) {
6638                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6639                 /*
6640                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6641                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6642                  * the lock.
6643                  */
6644                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6645                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6646                         if (target)
6647                                 target->page = page;
6648                 }
6649                 if (!ret || !target)
6650                         put_page(page);
6651         }
6652         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6653         if (ent.val && !ret &&
6654             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6655                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6656                 if (target)
6657                         target->ent = ent;
6658         }
6659         return ret;
6660 }
6661
6662 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6663 /*
6664  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6665  * support them for now.
6666  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6667  */
6668 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6669                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6670 {
6671         struct page *page = NULL;
6672         struct page_cgroup *pc;
6673         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6674
6675         page = pmd_page(pmd);
6676         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6677         if (!move_anon())
6678                 return ret;
6679         pc = lookup_page_cgroup(page);
6680         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6681                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6682                 if (target) {
6683                         get_page(page);
6684                         target->page = page;
6685                 }
6686         }
6687         return ret;
6688 }
6689 #else
6690 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6691                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6692 {
6693         return MC_TARGET_NONE;
6694 }
6695 #endif
6696
6697 static int mem_cgroup_count_precharge_pte(pte_t *pte,
6698                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6699                                         struct mm_walk *walk)
6700 {
6701         if (get_mctgt_type(walk->vma, addr, *pte, NULL))
6702                 mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6703         return 0;
6704 }
6705
6706 static int mem_cgroup_count_precharge_pmd(pmd_t *pmd,
6707                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6708                                         struct mm_walk *walk)
6709 {
6710         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6711         spinlock_t *ptl;
6712
6713         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6714                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6715                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6716                 spin_unlock(ptl);
6717                 /* don't call mem_cgroup_count_precharge_pte() */
6718                 walk->skip = 1;
6719         }
6720         return 0;
6721 }
6722
6723 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6724 {
6725         unsigned long precharge;
6726         struct vm_area_struct *vma;
6727
6728         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6729                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pmd,
6730                 .pte_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte,
6731                 .mm = mm,
6732         };
6733         down_read(&mm->mmap_sem);
6734         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
6735                 walk_page_vma(vma, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6736         up_read(&mm->mmap_sem);
6737
6738         precharge = mc.precharge;
6739         mc.precharge = 0;
6740
6741         return precharge;
6742 }
6743
6744 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6745 {
6746         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6747
6748         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6749         mc.moving_task = current;
6750         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6751 }
6752
6753 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6754 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6755 {
6756         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6757         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6758         int i;
6759
6760         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6761         if (mc.precharge) {
6762                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6763                 mc.precharge = 0;
6764         }
6765         /*
6766          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6767          * we must uncharge here.
6768          */
6769         if (mc.moved_charge) {
6770                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6771                 mc.moved_charge = 0;
6772         }
6773         /* we must fixup refcnts and charges */
6774         if (mc.moved_swap) {
6775                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6776                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6777                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6778                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6779
6780                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6781                         css_put(&mc.from->css);
6782
6783                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6784                         /*
6785                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6786                          * uncharge to->res.
6787                          */
6788                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6789                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6790                 }
6791                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6792                 mc.moved_swap = 0;
6793         }
6794         memcg_oom_recover(from);
6795         memcg_oom_recover(to);
6796         wake_up_all(&mc.waitq);
6797 }
6798
6799 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6800 {
6801         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6802
6803         /*
6804          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6805          * task migration.
6806          */
6807         mc.moving_task = NULL;
6808         __mem_cgroup_clear_mc();
6809         spin_lock(&mc.lock);
6810         mc.from = NULL;
6811         mc.to = NULL;
6812         spin_unlock(&mc.lock);
6813         mem_cgroup_end_move(from);
6814 }
6815
6816 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6817                                  struct cgroup_taskset *tset)
6818 {
6819         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6820         int ret = 0;
6821         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6822         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6823
6824         /*
6825          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6826          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6827          * So we need to save it, and keep it going.
6828          */
6829         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6830         if (move_charge_at_immigrate) {
6831                 struct mm_struct *mm;
6832                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6833
6834                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6835
6836                 mm = get_task_mm(p);
6837                 if (!mm)
6838                         return 0;
6839                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6840                 if (mm->owner == p) {
6841                         VM_BUG_ON(mc.from);
6842                         VM_BUG_ON(mc.to);
6843                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6844                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6845                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6846                         mem_cgroup_start_move(from);
6847                         spin_lock(&mc.lock);
6848                         mc.from = from;
6849                         mc.to = memcg;
6850                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6851                         spin_unlock(&mc.lock);
6852                         /* We set mc.moving_task later */
6853
6854                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6855                         if (ret)
6856                                 mem_cgroup_clear_mc();
6857                 }
6858                 mmput(mm);
6859         }
6860         return ret;
6861 }
6862
6863 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6864                                      struct cgroup_taskset *tset)
6865 {
6866         mem_cgroup_clear_mc();
6867 }
6868
6869 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6870                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6871                                 struct mm_walk *walk)
6872 {
6873         int ret = 0;
6874         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6875         pte_t *pte;
6876         spinlock_t *ptl;
6877         enum mc_target_type target_type;
6878         union mc_target target;
6879         struct page *page;
6880         struct page_cgroup *pc;
6881
6882         /*
6883          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6884          * happens because:
6885          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6886          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6887          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6888          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6889          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6890          *    part of thp split is not executed yet.
6891          */
6892         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6893                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6894                         spin_unlock(ptl);
6895                         return 0;
6896                 }
6897                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6898                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6899                         page = target.page;
6900                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6901                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6902                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6903                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6904                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6905                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6906                                 }
6907                                 putback_lru_page(page);
6908                         }
6909                         put_page(page);
6910                 }
6911                 spin_unlock(ptl);
6912                 return 0;
6913         }
6914
6915         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6916                 return 0;
6917 retry:
6918         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6919         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6920                 pte_t ptent = *(pte++);
6921                 swp_entry_t ent;
6922
6923                 if (!mc.precharge)
6924                         break;
6925
6926                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6927                 case MC_TARGET_PAGE:
6928                         page = target.page;
6929                         if (isolate_lru_page(page))
6930                                 goto put;
6931                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6932                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6933                                                      mc.from, mc.to)) {
6934                                 mc.precharge--;
6935                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6936                                 mc.moved_charge++;
6937                         }
6938                         putback_lru_page(page);
6939 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6940                         put_page(page);
6941                         break;
6942                 case MC_TARGET_SWAP:
6943                         ent = target.ent;
6944                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6945                                 mc.precharge--;
6946                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6947                                 mc.moved_swap++;
6948                         }
6949                         break;
6950                 default:
6951                         break;
6952                 }
6953         }
6954         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6955         cond_resched();
6956
6957         if (addr != end) {
6958                 /*
6959                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6960                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6961                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6962                  * phase.
6963                  */
6964                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6965                 if (!ret)
6966                         goto retry;
6967         }
6968
6969         return ret;
6970 }
6971
6972 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6973 {
6974         struct vm_area_struct *vma;
6975         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6976                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6977                 .mm = mm,
6978         };
6979
6980         lru_add_drain_all();
6981 retry:
6982         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6983                 /*
6984                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6985                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6986                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6987                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6988                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6989                  */
6990                 __mem_cgroup_clear_mc();
6991                 cond_resched();
6992                 goto retry;
6993         }
6994         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
6995                 walk_page_vma(vma, &mem_cgroup_move_charge_walk);
6996         up_read(&mm->mmap_sem);
6997 }
6998
6999 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7000                                  struct cgroup_taskset *tset)
7001 {
7002         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7003         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7004
7005         if (mm) {
7006                 if (mc.to)
7007                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7008                 mmput(mm);
7009         }
7010         if (mc.to)
7011                 mem_cgroup_clear_mc();
7012 }
7013 #else   /* !CONFIG_MMU */
7014 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7015                                  struct cgroup_taskset *tset)
7016 {
7017         return 0;
7018 }
7019 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7020                                      struct cgroup_taskset *tset)
7021 {
7022 }
7023 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7024                                  struct cgroup_taskset *tset)
7025 {
7026 }
7027 #endif
7028
7029 /*
7030  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7031  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7032  */
7033 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7034 {
7035         /*
7036          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7037          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7038          * on for the root memcg is enough.
7039          */
7040         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7041                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7042 }
7043
7044 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7045         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7046         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7047         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7048         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7049         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7050         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7051         .attach = mem_cgroup_move_task,
7052         .bind = mem_cgroup_bind,
7053         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7054         .early_init = 0,
7055 };
7056
7057 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7058 static int __init enable_swap_account(char *s)
7059 {
7060         if (!strcmp(s, "1"))
7061                 really_do_swap_account = 1;
7062         else if (!strcmp(s, "0"))
7063                 really_do_swap_account = 0;
7064         return 1;
7065 }
7066 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7067
7068 static void __init memsw_file_init(void)
7069 {
7070         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7071 }
7072
7073 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7074 {
7075         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7076                 do_swap_account = 1;
7077                 memsw_file_init();
7078         }
7079 }
7080
7081 #else
7082 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7083 {
7084 }
7085 #endif
7086
7087 /*
7088  * subsys_initcall() for memory controller.
7089  *
7090  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7091  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7092  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7093  * be initialized from here.
7094  */
7095 static int __init mem_cgroup_init(void)
7096 {
7097         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7098         enable_swap_cgroup();
7099         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7100         memcg_stock_init();
7101         return 0;
7102 }
7103 subsys_initcall(mem_cgroup_init);