]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
Merge branch 'for-3.10' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/cgroup
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
98         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
99         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
100 };
101
102 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
103         "cache",
104         "rss",
105         "mapped_file",
106         "swap",
107 };
108
109 enum mem_cgroup_events_index {
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
115 };
116
117 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
118         "pgpgin",
119         "pgpgout",
120         "pgfault",
121         "pgmajfault",
122 };
123
124 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
125         "inactive_anon",
126         "active_anon",
127         "inactive_file",
128         "active_file",
129         "unevictable",
130 };
131
132 /*
133  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
134  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
135  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
136  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
137  */
138 enum mem_cgroup_events_target {
139         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
140         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
141         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
142         MEM_CGROUP_NTARGETS,
143 };
144 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
145 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
146 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
147
148 struct mem_cgroup_stat_cpu {
149         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
150         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
151         unsigned long nr_page_events;
152         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
153 };
154
155 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
156         /*
157          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
158          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
159          */
160         struct mem_cgroup *last_visited;
161         unsigned long last_dead_count;
162
163         /* scan generation, increased every round-trip */
164         unsigned int generation;
165 };
166
167 /*
168  * per-zone information in memory controller.
169  */
170 struct mem_cgroup_per_zone {
171         struct lruvec           lruvec;
172         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
173
174         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
175
176         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
177         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
178                                                 /* the soft limit is exceeded*/
179         bool                    on_tree;
180         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
181                                                 /* use container_of        */
182 };
183
184 struct mem_cgroup_per_node {
185         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_lru_info {
189         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
190 };
191
192 /*
193  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
194  * their hierarchy representation
195  */
196
197 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
198         struct rb_root rb_root;
199         spinlock_t lock;
200 };
201
202 struct mem_cgroup_tree_per_node {
203         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
204 };
205
206 struct mem_cgroup_tree {
207         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
208 };
209
210 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
211
212 struct mem_cgroup_threshold {
213         struct eventfd_ctx *eventfd;
214         u64 threshold;
215 };
216
217 /* For threshold */
218 struct mem_cgroup_threshold_ary {
219         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
220         int current_threshold;
221         /* Size of entries[] */
222         unsigned int size;
223         /* Array of thresholds */
224         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
225 };
226
227 struct mem_cgroup_thresholds {
228         /* Primary thresholds array */
229         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
230         /*
231          * Spare threshold array.
232          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
233          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
234          */
235         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
236 };
237
238 /* for OOM */
239 struct mem_cgroup_eventfd_list {
240         struct list_head list;
241         struct eventfd_ctx *eventfd;
242 };
243
244 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
245 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
246
247 /*
248  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
249  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
250  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
251  * to help the administrator determine what knobs to tune.
252  *
253  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
254  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
255  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
256  * a feature that will be implemented much later in the future.
257  */
258 struct mem_cgroup {
259         struct cgroup_subsys_state css;
260         /*
261          * the counter to account for memory usage
262          */
263         struct res_counter res;
264
265         /* vmpressure notifications */
266         struct vmpressure vmpressure;
267
268         union {
269                 /*
270                  * the counter to account for mem+swap usage.
271                  */
272                 struct res_counter memsw;
273
274                 /*
275                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
276                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
277                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
278                  * in a union with the res field, but res plays a much
279                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
280                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
281                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
282                  */
283                 struct rcu_head rcu_freeing;
284                 /*
285                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
286                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
287                  */
288                 struct work_struct work_freeing;
289         };
290
291         /*
292          * the counter to account for kernel memory usage.
293          */
294         struct res_counter kmem;
295         /*
296          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
297          */
298         bool use_hierarchy;
299         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
300
301         bool            oom_lock;
302         atomic_t        under_oom;
303
304         atomic_t        refcnt;
305
306         int     swappiness;
307         /* OOM-Killer disable */
308         int             oom_kill_disable;
309
310         /* set when res.limit == memsw.limit */
311         bool            memsw_is_minimum;
312
313         /* protect arrays of thresholds */
314         struct mutex thresholds_lock;
315
316         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
317         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
318
319         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
320         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
321
322         /* For oom notifier event fd */
323         struct list_head oom_notify;
324
325         /*
326          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
327          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
328          */
329         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
330         /*
331          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
332          */
333         atomic_t        moving_account;
334         /* taken only while moving_account > 0 */
335         spinlock_t      move_lock;
336         /*
337          * percpu counter.
338          */
339         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
340         /*
341          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
342          * See mem_cgroup_read_stat().
343          */
344         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
345         spinlock_t pcp_counter_lock;
346
347         atomic_t        dead_count;
348 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
349         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
350 #endif
351 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
352         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
353         struct list_head memcg_slab_caches;
354         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
355         struct mutex slab_caches_mutex;
356         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
357         int kmemcg_id;
358 #endif
359
360         int last_scanned_node;
361 #if MAX_NUMNODES > 1
362         nodemask_t      scan_nodes;
363         atomic_t        numainfo_events;
364         atomic_t        numainfo_updating;
365 #endif
366
367         /*
368          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
369          * per zone LRU lists.
370          *
371          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
372          * add new fields after this point.
373          */
374         struct mem_cgroup_lru_info info;
375 };
376
377 static size_t memcg_size(void)
378 {
379         return sizeof(struct mem_cgroup) +
380                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
381 }
382
383 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
384 enum {
385         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
386         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
387         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
388 };
389
390 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
391 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
392                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
393
394 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
395 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
403 }
404
405 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
406 {
407         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
413 }
414
415 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
416 {
417         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
418                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
419 }
420
421 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
422 {
423         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
424                                   &memcg->kmem_account_flags);
425 }
426 #endif
427
428 /* Stuffs for move charges at task migration. */
429 /*
430  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
431  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
432  */
433 enum move_type {
434         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
435         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
436         NR_MOVE_TYPE,
437 };
438
439 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
440 static struct move_charge_struct {
441         spinlock_t        lock; /* for from, to */
442         struct mem_cgroup *from;
443         struct mem_cgroup *to;
444         unsigned long immigrate_flags;
445         unsigned long precharge;
446         unsigned long moved_charge;
447         unsigned long moved_swap;
448         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
449         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
450 } mc = {
451         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
452         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
453 };
454
455 static bool move_anon(void)
456 {
457         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
458 }
459
460 static bool move_file(void)
461 {
462         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
463 }
464
465 /*
466  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
467  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
468  */
469 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
470 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
471
472 enum charge_type {
473         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
474         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
475         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
476         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
477         NR_CHARGE_TYPE,
478 };
479
480 /* for encoding cft->private value on file */
481 enum res_type {
482         _MEM,
483         _MEMSWAP,
484         _OOM_TYPE,
485         _KMEM,
486 };
487
488 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
489 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
490 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
491 /* Used for OOM nofiier */
492 #define OOM_CONTROL             (0)
493
494 /*
495  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
496  */
497 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
498 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
499 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
500 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
501
502 /*
503  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
504  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
505  * appearing has to hold it as well.
506  */
507 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
508
509 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
510 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
511
512 static inline
513 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
514 {
515         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
516 }
517
518 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
519 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
520 {
521         if (!memcg)
522                 memcg = root_mem_cgroup;
523         return &memcg->vmpressure;
524 }
525
526 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
527 {
528         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
529 }
530
531 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
532 {
533         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
534 }
535
536 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
537 {
538         return (memcg == root_mem_cgroup);
539 }
540
541 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
542 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
543
544 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
545 {
546         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
547                 struct mem_cgroup *memcg;
548                 struct cg_proto *cg_proto;
549
550                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
551
552                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
553                  * filled. It won't however, necessarily happen from
554                  * process context. So the test for root memcg given
555                  * the current task's memcg won't help us in this case.
556                  *
557                  * Respecting the original socket's memcg is a better
558                  * decision in this case.
559                  */
560                 if (sk->sk_cgrp) {
561                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
562                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
563                         return;
564                 }
565
566                 rcu_read_lock();
567                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
568                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
569                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
570                         mem_cgroup_get(memcg);
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 mem_cgroup_put(memcg);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
613  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *     200 entry array for that.
617  *
618  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
619  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
620  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
621  *     core for this
622  *
623  * The current size of the caches array is stored in
624  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
625  * increase it.
626  */
627 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
628 int memcg_limited_groups_array_size;
629
630 /*
631  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
632  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
633  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
634  * tunable, but that is strictly not necessary.
635  *
636  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
637  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
638  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
639  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
640  * increase ours as well if it increases.
641  */
642 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
643 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
644
645 /*
646  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
647  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
648  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
649  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
650  */
651 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
652 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
653
654 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
655 {
656         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
657                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
658                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
659         }
660         /*
661          * This check can't live in kmem destruction function,
662          * since the charges will outlive the cgroup
663          */
664         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
665 }
666 #else
667 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669 }
670 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
671
672 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
673 {
674         disarm_sock_keys(memcg);
675         disarm_kmem_keys(memcg);
676 }
677
678 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
679
680 static struct mem_cgroup_per_zone *
681 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
682 {
683         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
684         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
685 }
686
687 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
688 {
689         return &memcg->css;
690 }
691
692 static struct mem_cgroup_per_zone *
693 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
694 {
695         int nid = page_to_nid(page);
696         int zid = page_zonenum(page);
697
698         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
699 }
700
701 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
702 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
703 {
704         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
705 }
706
707 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
708 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
709 {
710         int nid = page_to_nid(page);
711         int zid = page_zonenum(page);
712
713         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
714 }
715
716 static void
717 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
718                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
719                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
720                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
721 {
722         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
723         struct rb_node *parent = NULL;
724         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
725
726         if (mz->on_tree)
727                 return;
728
729         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
730         if (!mz->usage_in_excess)
731                 return;
732         while (*p) {
733                 parent = *p;
734                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
735                                         tree_node);
736                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
737                         p = &(*p)->rb_left;
738                 /*
739                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
740                  * limit by the same amount
741                  */
742                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
743                         p = &(*p)->rb_right;
744         }
745         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
746         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
747         mz->on_tree = true;
748 }
749
750 static void
751 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
752                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
753                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
754 {
755         if (!mz->on_tree)
756                 return;
757         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
758         mz->on_tree = false;
759 }
760
761 static void
762 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
763                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
764                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
765 {
766         spin_lock(&mctz->lock);
767         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
768         spin_unlock(&mctz->lock);
769 }
770
771
772 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
773 {
774         unsigned long long excess;
775         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
776         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
777         int nid = page_to_nid(page);
778         int zid = page_zonenum(page);
779         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
780
781         /*
782          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
783          * because their event counter is not touched.
784          */
785         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
786                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
787                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
788                 /*
789                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
790                  * mem is over its softlimit.
791                  */
792                 if (excess || mz->on_tree) {
793                         spin_lock(&mctz->lock);
794                         /* if on-tree, remove it */
795                         if (mz->on_tree)
796                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
797                         /*
798                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
799                          * If excess is 0, no tree ops.
800                          */
801                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
802                         spin_unlock(&mctz->lock);
803                 }
804         }
805 }
806
807 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
808 {
809         int node, zone;
810         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
811         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
812
813         for_each_node(node) {
814                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
815                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
816                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
817                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
818                 }
819         }
820 }
821
822 static struct mem_cgroup_per_zone *
823 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
824 {
825         struct rb_node *rightmost = NULL;
826         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
827
828 retry:
829         mz = NULL;
830         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
831         if (!rightmost)
832                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
833
834         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
835         /*
836          * Remove the node now but someone else can add it back,
837          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
838          * position in the tree.
839          */
840         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
841         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
842                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
843                 goto retry;
844 done:
845         return mz;
846 }
847
848 static struct mem_cgroup_per_zone *
849 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
850 {
851         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
852
853         spin_lock(&mctz->lock);
854         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
855         spin_unlock(&mctz->lock);
856         return mz;
857 }
858
859 /*
860  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
861  *
862  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
863  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
864  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
865  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
866  *
867  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
868  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
869  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
870  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
871  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
872  *
873  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
874  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
875  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
876  * implemented.
877  */
878 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
879                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
880 {
881         long val = 0;
882         int cpu;
883
884         get_online_cpus();
885         for_each_online_cpu(cpu)
886                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
887 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
888         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
889         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
890         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
891 #endif
892         put_online_cpus();
893         return val;
894 }
895
896 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
897                                          bool charge)
898 {
899         int val = (charge) ? 1 : -1;
900         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
901 }
902
903 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
904                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
905 {
906         unsigned long val = 0;
907         int cpu;
908
909         for_each_online_cpu(cpu)
910                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
911 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
912         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
913         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
914         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
915 #endif
916         return val;
917 }
918
919 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
920                                          bool anon, int nr_pages)
921 {
922         preempt_disable();
923
924         /*
925          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
926          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
927          */
928         if (anon)
929                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
930                                 nr_pages);
931         else
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
933                                 nr_pages);
934
935         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
936         if (nr_pages > 0)
937                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
938         else {
939                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
940                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
941         }
942
943         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
944
945         preempt_enable();
946 }
947
948 unsigned long
949 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
950 {
951         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
952
953         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
954         return mz->lru_size[lru];
955 }
956
957 static unsigned long
958 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
959                         unsigned int lru_mask)
960 {
961         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
962         enum lru_list lru;
963         unsigned long ret = 0;
964
965         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
966
967         for_each_lru(lru) {
968                 if (BIT(lru) & lru_mask)
969                         ret += mz->lru_size[lru];
970         }
971         return ret;
972 }
973
974 static unsigned long
975 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
976                         int nid, unsigned int lru_mask)
977 {
978         u64 total = 0;
979         int zid;
980
981         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
982                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
983                                                 nid, zid, lru_mask);
984
985         return total;
986 }
987
988 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
989                         unsigned int lru_mask)
990 {
991         int nid;
992         u64 total = 0;
993
994         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
995                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
996         return total;
997 }
998
999 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1000                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1001 {
1002         unsigned long val, next;
1003
1004         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1005         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1006         /* from time_after() in jiffies.h */
1007         if ((long)next - (long)val < 0) {
1008                 switch (target) {
1009                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1010                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1011                         break;
1012                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1013                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1014                         break;
1015                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1016                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1017                         break;
1018                 default:
1019                         break;
1020                 }
1021                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1022                 return true;
1023         }
1024         return false;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Check events in order.
1029  *
1030  */
1031 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1032 {
1033         preempt_disable();
1034         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1035         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1036                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1037                 bool do_softlimit;
1038                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1039
1040                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1041                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1042 #if MAX_NUMNODES > 1
1043                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1044                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1045 #endif
1046                 preempt_enable();
1047
1048                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1049                 if (unlikely(do_softlimit))
1050                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1051 #if MAX_NUMNODES > 1
1052                 if (unlikely(do_numainfo))
1053                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1054 #endif
1055         } else
1056                 preempt_enable();
1057 }
1058
1059 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1060 {
1061         return mem_cgroup_from_css(
1062                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1063 }
1064
1065 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1066 {
1067         /*
1068          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1069          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1070          * So this can be called with p == NULL.
1071          */
1072         if (unlikely(!p))
1073                 return NULL;
1074
1075         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1076 }
1077
1078 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1079 {
1080         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1081
1082         if (!mm)
1083                 return NULL;
1084         /*
1085          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1086          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1087          * pessimistic (rather than adding locks here).
1088          */
1089         rcu_read_lock();
1090         do {
1091                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1092                 if (unlikely(!memcg))
1093                         break;
1094         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1095         rcu_read_unlock();
1096         return memcg;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1101  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1102  *
1103  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1104  */
1105 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1106                 struct mem_cgroup *last_visited)
1107 {
1108         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1109
1110         /*
1111          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1112          * explicit visit.
1113          */
1114         if (!last_visited)
1115                 return root;
1116
1117         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1118                 : last_visited->css.cgroup;
1119 skip_node:
1120         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1121                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1122
1123         /*
1124          * Even if we found a group we have to make sure it is
1125          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1126          * skipped and we should continue the tree walk.
1127          * last_visited css is safe to use because it is
1128          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1129          */
1130         if (next_cgroup) {
1131                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1132                                 next_cgroup);
1133                 if (css_tryget(&mem->css))
1134                         return mem;
1135                 else {
1136                         prev_cgroup = next_cgroup;
1137                         goto skip_node;
1138                 }
1139         }
1140
1141         return NULL;
1142 }
1143
1144 /**
1145  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1146  * @root: hierarchy root
1147  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1148  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1149  *
1150  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1151  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1152  *
1153  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1154  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1155  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1156  *
1157  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1158  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1159  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1160  */
1161 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1162                                    struct mem_cgroup *prev,
1163                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1164 {
1165         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1166         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1167         unsigned long uninitialized_var(dead_count);
1168
1169         if (mem_cgroup_disabled())
1170                 return NULL;
1171
1172         if (!root)
1173                 root = root_mem_cgroup;
1174
1175         if (prev && !reclaim)
1176                 last_visited = prev;
1177
1178         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1179                 if (prev)
1180                         goto out_css_put;
1181                 return root;
1182         }
1183
1184         rcu_read_lock();
1185         while (!memcg) {
1186                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1187
1188                 if (reclaim) {
1189                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1190                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1191                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1192
1193                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1194                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1195                         last_visited = iter->last_visited;
1196                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1197                                 iter->last_visited = NULL;
1198                                 goto out_unlock;
1199                         }
1200
1201                         /*
1202                          * If the dead_count mismatches, a destruction
1203                          * has happened or is happening concurrently.
1204                          * If the dead_count matches, a destruction
1205                          * might still happen concurrently, but since
1206                          * we checked under RCU, that destruction
1207                          * won't free the object until we release the
1208                          * RCU reader lock.  Thus, the dead_count
1209                          * check verifies the pointer is still valid,
1210                          * css_tryget() verifies the cgroup pointed to
1211                          * is alive.
1212                          */
1213                         dead_count = atomic_read(&root->dead_count);
1214                         smp_rmb();
1215                         last_visited = iter->last_visited;
1216                         if (last_visited) {
1217                                 if ((dead_count != iter->last_dead_count) ||
1218                                         !css_tryget(&last_visited->css)) {
1219                                         last_visited = NULL;
1220                                 }
1221                         }
1222                 }
1223
1224                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1225
1226                 if (reclaim) {
1227                         if (last_visited)
1228                                 css_put(&last_visited->css);
1229
1230                         iter->last_visited = memcg;
1231                         smp_wmb();
1232                         iter->last_dead_count = dead_count;
1233
1234                         if (!memcg)
1235                                 iter->generation++;
1236                         else if (!prev && memcg)
1237                                 reclaim->generation = iter->generation;
1238                 }
1239
1240                 if (prev && !memcg)
1241                         goto out_unlock;
1242         }
1243 out_unlock:
1244         rcu_read_unlock();
1245 out_css_put:
1246         if (prev && prev != root)
1247                 css_put(&prev->css);
1248
1249         return memcg;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1254  * @root: hierarchy root
1255  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1256  */
1257 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1258                            struct mem_cgroup *prev)
1259 {
1260         if (!root)
1261                 root = root_mem_cgroup;
1262         if (prev && prev != root)
1263                 css_put(&prev->css);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1268  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1269  * be used for reference counting.
1270  */
1271 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1272         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1273              iter != NULL;                              \
1274              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1275
1276 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1277         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1278              iter != NULL;                              \
1279              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1280
1281 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1282 {
1283         struct mem_cgroup *memcg;
1284
1285         rcu_read_lock();
1286         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1287         if (unlikely(!memcg))
1288                 goto out;
1289
1290         switch (idx) {
1291         case PGFAULT:
1292                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1293                 break;
1294         case PGMAJFAULT:
1295                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1296                 break;
1297         default:
1298                 BUG();
1299         }
1300 out:
1301         rcu_read_unlock();
1302 }
1303 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1304
1305 /**
1306  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1307  * @zone: zone of the wanted lruvec
1308  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1309  *
1310  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1311  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1312  * is disabled.
1313  */
1314 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1315                                       struct mem_cgroup *memcg)
1316 {
1317         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1318         struct lruvec *lruvec;
1319
1320         if (mem_cgroup_disabled()) {
1321                 lruvec = &zone->lruvec;
1322                 goto out;
1323         }
1324
1325         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1326         lruvec = &mz->lruvec;
1327 out:
1328         /*
1329          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1330          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1331          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1332          */
1333         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1334                 lruvec->zone = zone;
1335         return lruvec;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1340  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1341  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1342  *
1343  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1344  * 1. charge
1345  * 2. moving account
1346  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1347  * It is added to LRU before charge.
1348  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1349  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1350  */
1351
1352 /**
1353  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1354  * @page: the page
1355  * @zone: zone of the page
1356  */
1357 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1358 {
1359         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1360         struct mem_cgroup *memcg;
1361         struct page_cgroup *pc;
1362         struct lruvec *lruvec;
1363
1364         if (mem_cgroup_disabled()) {
1365                 lruvec = &zone->lruvec;
1366                 goto out;
1367         }
1368
1369         pc = lookup_page_cgroup(page);
1370         memcg = pc->mem_cgroup;
1371
1372         /*
1373          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1374          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1375          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1376          *
1377          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1378          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1379          * of pc->mem_cgroup safe.
1380          */
1381         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1382                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1383
1384         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1385         lruvec = &mz->lruvec;
1386 out:
1387         /*
1388          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1389          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1390          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1391          */
1392         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1393                 lruvec->zone = zone;
1394         return lruvec;
1395 }
1396
1397 /**
1398  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1399  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1400  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1401  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1402  *
1403  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1404  * lru list.
1405  */
1406 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1407                                 int nr_pages)
1408 {
1409         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1410         unsigned long *lru_size;
1411
1412         if (mem_cgroup_disabled())
1413                 return;
1414
1415         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1416         lru_size = mz->lru_size + lru;
1417         *lru_size += nr_pages;
1418         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1423  * hierarchy subtree
1424  */
1425 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1426                                   struct mem_cgroup *memcg)
1427 {
1428         if (root_memcg == memcg)
1429                 return true;
1430         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1431                 return false;
1432         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1433 }
1434
1435 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1436                                        struct mem_cgroup *memcg)
1437 {
1438         bool ret;
1439
1440         rcu_read_lock();
1441         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1442         rcu_read_unlock();
1443         return ret;
1444 }
1445
1446 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1447 {
1448         int ret;
1449         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1450         struct task_struct *p;
1451
1452         p = find_lock_task_mm(task);
1453         if (p) {
1454                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1455                 task_unlock(p);
1456         } else {
1457                 /*
1458                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1459                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1460                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1461                  */
1462                 task_lock(task);
1463                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1464                 if (curr)
1465                         css_get(&curr->css);
1466                 task_unlock(task);
1467         }
1468         if (!curr)
1469                 return 0;
1470         /*
1471          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1472          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1473          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1474          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1475          */
1476         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1477         css_put(&curr->css);
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1482 {
1483         unsigned long inactive_ratio;
1484         unsigned long inactive;
1485         unsigned long active;
1486         unsigned long gb;
1487
1488         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1489         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1490
1491         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1492         if (gb)
1493                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1494         else
1495                 inactive_ratio = 1;
1496
1497         return inactive * inactive_ratio < active;
1498 }
1499
1500 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1501         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1502
1503 /**
1504  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1505  * @memcg: the memory cgroup
1506  *
1507  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1508  * pages.
1509  */
1510 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         unsigned long long margin;
1513
1514         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1515         if (do_swap_account)
1516                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1517         return margin >> PAGE_SHIFT;
1518 }
1519
1520 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1521 {
1522         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1523
1524         /* root ? */
1525         if (cgrp->parent == NULL)
1526                 return vm_swappiness;
1527
1528         return memcg->swappiness;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1533  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1534  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1535  * rcu_read_lock(), like this:
1536  *
1537  *         CPU-A                                    CPU-B
1538  *                                              rcu_read_lock()
1539  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1540  *                                                   take heavy locks.
1541  *         synchronize_rcu()                    update something.
1542  *                                              rcu_read_unlock()
1543  *         start move here.
1544  */
1545
1546 /* for quick checking without looking up memcg */
1547 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1548
1549 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1550 {
1551         atomic_inc(&memcg_moving);
1552         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1553         synchronize_rcu();
1554 }
1555
1556 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1557 {
1558         /*
1559          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1560          * We check NULL in callee rather than caller.
1561          */
1562         if (memcg) {
1563                 atomic_dec(&memcg_moving);
1564                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1565         }
1566 }
1567
1568 /*
1569  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1570  *
1571  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1572  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1573  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1574  *
1575  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1576  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1577  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1578  */
1579
1580 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1581 {
1582         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1583         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1584 }
1585
1586 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1587 {
1588         struct mem_cgroup *from;
1589         struct mem_cgroup *to;
1590         bool ret = false;
1591         /*
1592          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1593          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1594          */
1595         spin_lock(&mc.lock);
1596         from = mc.from;
1597         to = mc.to;
1598         if (!from)
1599                 goto unlock;
1600
1601         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1602                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1603 unlock:
1604         spin_unlock(&mc.lock);
1605         return ret;
1606 }
1607
1608 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1611                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1612                         DEFINE_WAIT(wait);
1613                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1614                         /* moving charge context might have finished. */
1615                         if (mc.moving_task)
1616                                 schedule();
1617                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1618                         return true;
1619                 }
1620         }
1621         return false;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Take this lock when
1626  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1627  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1628  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1629  */
1630 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1631                                   unsigned long *flags)
1632 {
1633         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1634 }
1635
1636 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1637                                 unsigned long *flags)
1638 {
1639         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1640 }
1641
1642 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1643 /**
1644  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1645  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1646  * @p: Task that is going to be killed
1647  *
1648  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1649  * enabled
1650  */
1651 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1652 {
1653         struct cgroup *task_cgrp;
1654         struct cgroup *mem_cgrp;
1655         /*
1656          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1657          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1658          * If this assumption is broken, revisit this code.
1659          */
1660         static char memcg_name[PATH_MAX];
1661         int ret;
1662         struct mem_cgroup *iter;
1663         unsigned int i;
1664
1665         if (!p)
1666                 return;
1667
1668         rcu_read_lock();
1669
1670         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1671         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1672
1673         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1674         if (ret < 0) {
1675                 /*
1676                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1677                  * But we'll still print out the usage information
1678                  */
1679                 rcu_read_unlock();
1680                 goto done;
1681         }
1682         rcu_read_unlock();
1683
1684         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1685
1686         rcu_read_lock();
1687         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1688         if (ret < 0) {
1689                 rcu_read_unlock();
1690                 goto done;
1691         }
1692         rcu_read_unlock();
1693
1694         /*
1695          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1696          */
1697         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1698 done:
1699
1700         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1701                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1704         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1705                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1708         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1709                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1710                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1712
1713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1714                 pr_info("Memory cgroup stats");
1715
1716                 rcu_read_lock();
1717                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1718                 if (!ret)
1719                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1720                 rcu_read_unlock();
1721                 pr_cont(":");
1722
1723                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1724                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1725                                 continue;
1726                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1727                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1728                 }
1729
1730                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1731                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1732                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1733
1734                 pr_cont("\n");
1735         }
1736 }
1737
1738 /*
1739  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1740  * 1(self count) if no children.
1741  */
1742 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1743 {
1744         int num = 0;
1745         struct mem_cgroup *iter;
1746
1747         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1748                 num++;
1749         return num;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1754  */
1755 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1756 {
1757         u64 limit;
1758
1759         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1760
1761         /*
1762          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1763          */
1764         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1765                 u64 memsw;
1766
1767                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1768                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1769
1770                 /*
1771                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1772                  * available to this memcg, return that limit.
1773                  */
1774                 limit = min(limit, memsw);
1775         }
1776
1777         return limit;
1778 }
1779
1780 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1781                                      int order)
1782 {
1783         struct mem_cgroup *iter;
1784         unsigned long chosen_points = 0;
1785         unsigned long totalpages;
1786         unsigned int points = 0;
1787         struct task_struct *chosen = NULL;
1788
1789         /*
1790          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1791          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1792          * quickly exit and free its memory.
1793          */
1794         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1795                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1796                 return;
1797         }
1798
1799         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1800         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1801         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1802                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1803                 struct cgroup_iter it;
1804                 struct task_struct *task;
1805
1806                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1807                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1808                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1809                                                         false)) {
1810                         case OOM_SCAN_SELECT:
1811                                 if (chosen)
1812                                         put_task_struct(chosen);
1813                                 chosen = task;
1814                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1815                                 get_task_struct(chosen);
1816                                 /* fall through */
1817                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1818                                 continue;
1819                         case OOM_SCAN_ABORT:
1820                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1821                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1822                                 if (chosen)
1823                                         put_task_struct(chosen);
1824                                 return;
1825                         case OOM_SCAN_OK:
1826                                 break;
1827                         };
1828                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1829                         if (points > chosen_points) {
1830                                 if (chosen)
1831                                         put_task_struct(chosen);
1832                                 chosen = task;
1833                                 chosen_points = points;
1834                                 get_task_struct(chosen);
1835                         }
1836                 }
1837                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1838         }
1839
1840         if (!chosen)
1841                 return;
1842         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1843         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1844                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1845 }
1846
1847 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1848                                         gfp_t gfp_mask,
1849                                         unsigned long flags)
1850 {
1851         unsigned long total = 0;
1852         bool noswap = false;
1853         int loop;
1854
1855         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1856                 noswap = true;
1857         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1858                 noswap = true;
1859
1860         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1861                 if (loop)
1862                         drain_all_stock_async(memcg);
1863                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1864                 /*
1865                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1866                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1867                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1868                  */
1869                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1870                         break;
1871                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1872                         break;
1873                 /*
1874                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1875                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1876                  */
1877                 if (loop && !total)
1878                         break;
1879         }
1880         return total;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1885  * @memcg: the target memcg
1886  * @nid: the node ID to be checked.
1887  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1888  *
1889  * This function returns whether the specified memcg contains any
1890  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1891  * pages in the node.
1892  */
1893 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1894                 int nid, bool noswap)
1895 {
1896         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1897                 return true;
1898         if (noswap || !total_swap_pages)
1899                 return false;
1900         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1901                 return true;
1902         return false;
1903
1904 }
1905 #if MAX_NUMNODES > 1
1906
1907 /*
1908  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1909  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1910  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1911  *
1912  */
1913 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1914 {
1915         int nid;
1916         /*
1917          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1918          * pagein/pageout changes since the last update.
1919          */
1920         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1921                 return;
1922         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1923                 return;
1924
1925         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1926         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1927
1928         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1929
1930                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1931                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1932         }
1933
1934         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1935         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1940  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1941  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1942  *
1943  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1944  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1945  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1946  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1947  *
1948  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1949  */
1950 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1951 {
1952         int node;
1953
1954         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1955         node = memcg->last_scanned_node;
1956
1957         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1958         if (node == MAX_NUMNODES)
1959                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1960         /*
1961          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1962          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1963          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1964          * we use curret node.
1965          */
1966         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1967                 node = numa_node_id();
1968
1969         memcg->last_scanned_node = node;
1970         return node;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1975  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1976  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1977  * enough new information. We need to do double check.
1978  */
1979 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1980 {
1981         int nid;
1982
1983         /*
1984          * quick check...making use of scan_node.
1985          * We can skip unused nodes.
1986          */
1987         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1988                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1989                      nid < MAX_NUMNODES;
1990                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1991
1992                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1993                                 return true;
1994                 }
1995         }
1996         /*
1997          * Check rest of nodes.
1998          */
1999         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2000                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2001                         continue;
2002                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2003                         return true;
2004         }
2005         return false;
2006 }
2007
2008 #else
2009 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2010 {
2011         return 0;
2012 }
2013
2014 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2015 {
2016         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2017 }
2018 #endif
2019
2020 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2021                                    struct zone *zone,
2022                                    gfp_t gfp_mask,
2023                                    unsigned long *total_scanned)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2026         int total = 0;
2027         int loop = 0;
2028         unsigned long excess;
2029         unsigned long nr_scanned;
2030         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2031                 .zone = zone,
2032                 .priority = 0,
2033         };
2034
2035         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2036
2037         while (1) {
2038                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2039                 if (!victim) {
2040                         loop++;
2041                         if (loop >= 2) {
2042                                 /*
2043                                  * If we have not been able to reclaim
2044                                  * anything, it might because there are
2045                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2046                                  */
2047                                 if (!total)
2048                                         break;
2049                                 /*
2050                                  * We want to do more targeted reclaim.
2051                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2052                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2053                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2054                                  */
2055                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2056                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2057                                         break;
2058                         }
2059                         continue;
2060                 }
2061                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2062                         continue;
2063                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2064                                                      zone, &nr_scanned);
2065                 *total_scanned += nr_scanned;
2066                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2067                         break;
2068         }
2069         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2070         return total;
2071 }
2072
2073 /*
2074  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2075  * If someone is running, return false.
2076  * Has to be called with memcg_oom_lock
2077  */
2078 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2079 {
2080         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
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                 return true;
2097
2098         /*
2099          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2100          * what we set up to the failing subtree
2101          */
2102         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2103                 if (iter == failed) {
2104                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2105                         break;
2106                 }
2107                 iter->oom_lock = false;
2108         }
2109         return false;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Has to be called with memcg_oom_lock
2114  */
2115 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2116 {
2117         struct mem_cgroup *iter;
2118
2119         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2120                 iter->oom_lock = false;
2121         return 0;
2122 }
2123
2124 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2125 {
2126         struct mem_cgroup *iter;
2127
2128         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2129                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2130 }
2131
2132 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2133 {
2134         struct mem_cgroup *iter;
2135
2136         /*
2137          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2138          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2139          * atomic_add_unless() here.
2140          */
2141         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2142                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2143 }
2144
2145 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2146 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2147
2148 struct oom_wait_info {
2149         struct mem_cgroup *memcg;
2150         wait_queue_t    wait;
2151 };
2152
2153 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2154         unsigned mode, int sync, void *arg)
2155 {
2156         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2157         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2158         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2159
2160         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2161         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2162
2163         /*
2164          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2165          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2166          */
2167         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2168                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2169                 return 0;
2170         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2171 }
2172
2173 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2174 {
2175         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2176         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2177 }
2178
2179 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2180 {
2181         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2182                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2183 }
2184
2185 /*
2186  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2187  */
2188 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2189                                   int order)
2190 {
2191         struct oom_wait_info owait;
2192         bool locked, need_to_kill;
2193
2194         owait.memcg = memcg;
2195         owait.wait.flags = 0;
2196         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2197         owait.wait.private = current;
2198         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2199         need_to_kill = true;
2200         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2201
2202         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2203         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2204         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2205         /*
2206          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2207          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2208          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2209          */
2210         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2211         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2212                 need_to_kill = false;
2213         if (locked)
2214                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2215         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2216
2217         if (need_to_kill) {
2218                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2219                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2220         } else {
2221                 schedule();
2222                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2223         }
2224         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2225         if (locked)
2226                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2227         memcg_wakeup_oom(memcg);
2228         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2229
2230         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2231
2232         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2233                 return false;
2234         /* Give chance to dying process */
2235         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2236         return true;
2237 }
2238
2239 /*
2240  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2241  * generalized to update other statistics as well.
2242  *
2243  * Notes: Race condition
2244  *
2245  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2246  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2247  * to do so _always_.
2248  *
2249  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2250  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2251  * are no race with "charge".
2252  *
2253  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2254  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2255  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2256  * by flags.
2257  *
2258  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2259  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2260  * If there is, we take a lock.
2261  */
2262
2263 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2264                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2265 {
2266         struct mem_cgroup *memcg;
2267         struct page_cgroup *pc;
2268
2269         pc = lookup_page_cgroup(page);
2270 again:
2271         memcg = pc->mem_cgroup;
2272         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2273                 return;
2274         /*
2275          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2276          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2277          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2278          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2279          */
2280         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2281                 return;
2282
2283         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2284         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2285                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2286                 goto again;
2287         }
2288         *locked = true;
2289 }
2290
2291 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2292 {
2293         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2294
2295         /*
2296          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2297          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2298          * should take move_lock_mem_cgroup().
2299          */
2300         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2301 }
2302
2303 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2304                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2305 {
2306         struct mem_cgroup *memcg;
2307         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2308         unsigned long uninitialized_var(flags);
2309
2310         if (mem_cgroup_disabled())
2311                 return;
2312
2313         memcg = pc->mem_cgroup;
2314         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2315                 return;
2316
2317         switch (idx) {
2318         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2319                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2320                 break;
2321         default:
2322                 BUG();
2323         }
2324
2325         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2330  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2331  */
2332 #define CHARGE_BATCH    32U
2333 struct memcg_stock_pcp {
2334         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2335         unsigned int nr_pages;
2336         struct work_struct work;
2337         unsigned long flags;
2338 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2339 };
2340 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2341 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2342
2343 /**
2344  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2345  * @memcg: memcg to consume from.
2346  * @nr_pages: how many pages to charge.
2347  *
2348  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2349  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2350  * service an allocation will refill the stock.
2351  *
2352  * returns true if successful, false otherwise.
2353  */
2354 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2355 {
2356         struct memcg_stock_pcp *stock;
2357         bool ret = true;
2358
2359         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2360                 return false;
2361
2362         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2363         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2364                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2365         else /* need to call res_counter_charge */
2366                 ret = false;
2367         put_cpu_var(memcg_stock);
2368         return ret;
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2373  */
2374 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2375 {
2376         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2377
2378         if (stock->nr_pages) {
2379                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2380
2381                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2382                 if (do_swap_account)
2383                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2384                 stock->nr_pages = 0;
2385         }
2386         stock->cached = NULL;
2387 }
2388
2389 /*
2390  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2391  * a thread which is pinned to local cpu.
2392  */
2393 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2394 {
2395         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2396         drain_stock(stock);
2397         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2398 }
2399
2400 static void __init memcg_stock_init(void)
2401 {
2402         int cpu;
2403
2404         for_each_possible_cpu(cpu) {
2405                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2406                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2407                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2408         }
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2413  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2414  */
2415 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2416 {
2417         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2418
2419         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2420                 drain_stock(stock);
2421                 stock->cached = memcg;
2422         }
2423         stock->nr_pages += nr_pages;
2424         put_cpu_var(memcg_stock);
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2429  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2430  * until the work is done.
2431  */
2432 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2433 {
2434         int cpu, curcpu;
2435
2436         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2437         get_online_cpus();
2438         curcpu = get_cpu();
2439         for_each_online_cpu(cpu) {
2440                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2441                 struct mem_cgroup *memcg;
2442
2443                 memcg = stock->cached;
2444                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2445                         continue;
2446                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2447                         continue;
2448                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2449                         if (cpu == curcpu)
2450                                 drain_local_stock(&stock->work);
2451                         else
2452                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2453                 }
2454         }
2455         put_cpu();
2456
2457         if (!sync)
2458                 goto out;
2459
2460         for_each_online_cpu(cpu) {
2461                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2462                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2463                         flush_work(&stock->work);
2464         }
2465 out:
2466         put_online_cpus();
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2471  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2472  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2473  * it.
2474  */
2475 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2476 {
2477         /*
2478          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2479          */
2480         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2481                 return;
2482         drain_all_stock(root_memcg, false);
2483         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2484 }
2485
2486 /* This is a synchronous drain interface. */
2487 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2488 {
2489         /* called when force_empty is called */
2490         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2491         drain_all_stock(root_memcg, true);
2492         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2493 }
2494
2495 /*
2496  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2497  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2498  */
2499 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2500 {
2501         int i;
2502
2503         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2504         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2505                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2506
2507                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2508                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2509         }
2510         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2511                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2512
2513                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2514                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2515         }
2516         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2517 }
2518
2519 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2520                                         unsigned long action,
2521                                         void *hcpu)
2522 {
2523         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2524         struct memcg_stock_pcp *stock;
2525         struct mem_cgroup *iter;
2526
2527         if (action == CPU_ONLINE)
2528                 return NOTIFY_OK;
2529
2530         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2531                 return NOTIFY_OK;
2532
2533         for_each_mem_cgroup(iter)
2534                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2535
2536         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2537         drain_stock(stock);
2538         return NOTIFY_OK;
2539 }
2540
2541
2542 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2543 enum {
2544         CHARGE_OK,              /* success */
2545         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2546         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2547         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2548         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2549 };
2550
2551 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2552                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2553                                 bool oom_check)
2554 {
2555         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2556         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2557         struct res_counter *fail_res;
2558         unsigned long flags = 0;
2559         int ret;
2560
2561         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2562
2563         if (likely(!ret)) {
2564                 if (!do_swap_account)
2565                         return CHARGE_OK;
2566                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2567                 if (likely(!ret))
2568                         return CHARGE_OK;
2569
2570                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2571                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2572                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2573         } else
2574                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2575         /*
2576          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2577          * single page instead.
2578          */
2579         if (nr_pages > min_pages)
2580                 return CHARGE_RETRY;
2581
2582         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2583                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2584
2585         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2586                 return CHARGE_NOMEM;
2587
2588         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2589         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2590                 return CHARGE_RETRY;
2591         /*
2592          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2593          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2594          * before killing the task.
2595          *
2596          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2597          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2598          * to regular pages anyway in case of failure.
2599          */
2600         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2601                 return CHARGE_RETRY;
2602
2603         /*
2604          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2605          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2606          */
2607         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2608                 return CHARGE_RETRY;
2609
2610         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2611         if (!oom_check)
2612                 return CHARGE_NOMEM;
2613         /* check OOM */
2614         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2615                 return CHARGE_OOM_DIE;
2616
2617         return CHARGE_RETRY;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * __mem_cgroup_try_charge() does
2622  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2623  * 2. update res_counter
2624  * 3. call memory reclaim if necessary.
2625  *
2626  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2627  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2628  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2629  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2630  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2631  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2632  *
2633  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2634  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2635  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2636  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2637  *
2638  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2639  * the oom-killer can be invoked.
2640  */
2641 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2642                                    gfp_t gfp_mask,
2643                                    unsigned int nr_pages,
2644                                    struct mem_cgroup **ptr,
2645                                    bool oom)
2646 {
2647         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2648         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2649         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2650         int ret;
2651
2652         /*
2653          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2654          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2655          * MEMDIE process.
2656          */
2657         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2658                      || fatal_signal_pending(current)))
2659                 goto bypass;
2660
2661         /*
2662          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2663          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2664          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2665          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2666          */
2667         if (!*ptr && !mm)
2668                 *ptr = root_mem_cgroup;
2669 again:
2670         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2671                 memcg = *ptr;
2672                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2673                         goto done;
2674                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2675                         goto done;
2676                 css_get(&memcg->css);
2677         } else {
2678                 struct task_struct *p;
2679
2680                 rcu_read_lock();
2681                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2682                 /*
2683                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2684                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2685                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2686                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2687                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2688                  * small race, here.
2689                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2690                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2691                  */
2692                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2693                 if (!memcg)
2694                         memcg = root_mem_cgroup;
2695                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2696                         rcu_read_unlock();
2697                         goto done;
2698                 }
2699                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2700                         /*
2701                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2702                          * But considering how consume_stok works, it's not
2703                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2704                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2705                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2706                          * calling consume_stock().
2707                          */
2708                         rcu_read_unlock();
2709                         goto done;
2710                 }
2711                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2712                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2713                         rcu_read_unlock();
2714                         goto again;
2715                 }
2716                 rcu_read_unlock();
2717         }
2718
2719         do {
2720                 bool oom_check;
2721
2722                 /* If killed, bypass charge */
2723                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2724                         css_put(&memcg->css);
2725                         goto bypass;
2726                 }
2727
2728                 oom_check = false;
2729                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2730                         oom_check = true;
2731                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2732                 }
2733
2734                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2735                     oom_check);
2736                 switch (ret) {
2737                 case CHARGE_OK:
2738                         break;
2739                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2740                         batch = nr_pages;
2741                         css_put(&memcg->css);
2742                         memcg = NULL;
2743                         goto again;
2744                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2745                         css_put(&memcg->css);
2746                         goto nomem;
2747                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2748                         if (!oom) {
2749                                 css_put(&memcg->css);
2750                                 goto nomem;
2751                         }
2752                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2753                         nr_oom_retries--;
2754                         break;
2755                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2756                         css_put(&memcg->css);
2757                         goto bypass;
2758                 }
2759         } while (ret != CHARGE_OK);
2760
2761         if (batch > nr_pages)
2762                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2763         css_put(&memcg->css);
2764 done:
2765         *ptr = memcg;
2766         return 0;
2767 nomem:
2768         *ptr = NULL;
2769         return -ENOMEM;
2770 bypass:
2771         *ptr = root_mem_cgroup;
2772         return -EINTR;
2773 }
2774
2775 /*
2776  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2777  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2778  * gotten by try_charge().
2779  */
2780 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2781                                        unsigned int nr_pages)
2782 {
2783         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2784                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2785
2786                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2787                 if (do_swap_account)
2788                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2789         }
2790 }
2791
2792 /*
2793  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2794  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2795  */
2796 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2797                                         unsigned int nr_pages)
2798 {
2799         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2800
2801         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2802                 return;
2803
2804         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2805         if (do_swap_account)
2806                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2807                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2812  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2813  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2814  * called against removed memcg.)
2815  */
2816 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2817 {
2818         struct cgroup_subsys_state *css;
2819
2820         /* ID 0 is unused ID */
2821         if (!id)
2822                 return NULL;
2823         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2824         if (!css)
2825                 return NULL;
2826         return mem_cgroup_from_css(css);
2827 }
2828
2829 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2830 {
2831         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2832         struct page_cgroup *pc;
2833         unsigned short id;
2834         swp_entry_t ent;
2835
2836         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2837
2838         pc = lookup_page_cgroup(page);
2839         lock_page_cgroup(pc);
2840         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2841                 memcg = pc->mem_cgroup;
2842                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2843                         memcg = NULL;
2844         } else if (PageSwapCache(page)) {
2845                 ent.val = page_private(page);
2846                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2847                 rcu_read_lock();
2848                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2849                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2850                         memcg = NULL;
2851                 rcu_read_unlock();
2852         }
2853         unlock_page_cgroup(pc);
2854         return memcg;
2855 }
2856
2857 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2858                                        struct page *page,
2859                                        unsigned int nr_pages,
2860                                        enum charge_type ctype,
2861                                        bool lrucare)
2862 {
2863         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2864         struct zone *uninitialized_var(zone);
2865         struct lruvec *lruvec;
2866         bool was_on_lru = false;
2867         bool anon;
2868
2869         lock_page_cgroup(pc);
2870         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2871         /*
2872          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2873          * accessed by any other context at this point.
2874          */
2875
2876         /*
2877          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2878          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2879          */
2880         if (lrucare) {
2881                 zone = page_zone(page);
2882                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2883                 if (PageLRU(page)) {
2884                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2885                         ClearPageLRU(page);
2886                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2887                         was_on_lru = true;
2888                 }
2889         }
2890
2891         pc->mem_cgroup = memcg;
2892         /*
2893          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2894          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2895          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2896          * before USED bit, we need memory barrier here.
2897          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2898          */
2899         smp_wmb();
2900         SetPageCgroupUsed(pc);
2901
2902         if (lrucare) {
2903                 if (was_on_lru) {
2904                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2905                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2906                         SetPageLRU(page);
2907                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2908                 }
2909                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2910         }
2911
2912         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2913                 anon = true;
2914         else
2915                 anon = false;
2916
2917         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2918         unlock_page_cgroup(pc);
2919
2920         /*
2921          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2922          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2923          * if they exceeds softlimit.
2924          */
2925         memcg_check_events(memcg, page);
2926 }
2927
2928 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2929
2930 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2931 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2932 {
2933         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2934                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2935 }
2936
2937 /*
2938  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2939  * in the memcg_cache_params struct.
2940  */
2941 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2942 {
2943         struct kmem_cache *cachep;
2944
2945         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2946         cachep = p->root_cache;
2947         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2948 }
2949
2950 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2951 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2952                                         struct seq_file *m)
2953 {
2954         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2955         struct memcg_cache_params *params;
2956
2957         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2958                 return -EIO;
2959
2960         print_slabinfo_header(m);
2961
2962         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2963         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2964                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2965         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2966
2967         return 0;
2968 }
2969 #endif
2970
2971 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2972 {
2973         struct res_counter *fail_res;
2974         struct mem_cgroup *_memcg;
2975         int ret = 0;
2976         bool may_oom;
2977
2978         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2979         if (ret)
2980                 return ret;
2981
2982         /*
2983          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2984          * the same conditions tested by the core page allocator
2985          */
2986         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2987
2988         _memcg = memcg;
2989         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2990                                       &_memcg, may_oom);
2991
2992         if (ret == -EINTR)  {
2993                 /*
2994                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2995                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2996                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2997                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2998                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2999                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3000                  * our minds.
3001                  *
3002                  * This condition will only trigger if the task entered
3003                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3004                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3005                  * dying when the allocation triggers should have been already
3006                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3007                  */
3008                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3009                 if (do_swap_account)
3010                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3011                                                   &fail_res);
3012                 ret = 0;
3013         } else if (ret)
3014                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3015
3016         return ret;
3017 }
3018
3019 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3020 {
3021         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3022         if (do_swap_account)
3023                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3024
3025         /* Not down to 0 */
3026         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3027                 return;
3028
3029         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3030                 mem_cgroup_put(memcg);
3031 }
3032
3033 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3034 {
3035         if (!memcg)
3036                 return;
3037
3038         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3039         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3040         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3041 }
3042
3043 /*
3044  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3045  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3046  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3047  */
3048 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3049 {
3050         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3051 }
3052
3053 /*
3054  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3055  * operation, because that is its main call site.
3056  *
3057  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3058  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3059  */
3060 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3061 {
3062         int num, ret;
3063
3064         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3065                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3066         if (num < 0)
3067                 return num;
3068         /*
3069          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3070          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3071          * guarantees only one process will set the following boolean
3072          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3073          * by the set_limit_mutex anyway.
3074          */
3075         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3076
3077         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3078         if (ret) {
3079                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3080                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3081                 return ret;
3082         }
3083
3084         memcg->kmemcg_id = num;
3085         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3086         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3087         return 0;
3088 }
3089
3090 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3091 {
3092         ssize_t size;
3093         if (num_groups <= 0)
3094                 return 0;
3095
3096         size = 2 * num_groups;
3097         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3098                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3099         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3100                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3101
3102         return size;
3103 }
3104
3105 /*
3106  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3107  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3108  * calling this.
3109  */
3110 void memcg_update_array_size(int num)
3111 {
3112         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3113                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3114 }
3115
3116 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3117
3118 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3119 {
3120         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3121
3122         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3123
3124         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3125                 int i;
3126                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3127
3128                 size *= sizeof(void *);
3129                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3130
3131                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3132                 if (!s->memcg_params) {
3133                         s->memcg_params = cur_params;
3134                         return -ENOMEM;
3135                 }
3136
3137                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3138                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3139                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3140
3141                 /*
3142                  * There is the chance it will be bigger than
3143                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3144                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3145                  * have a bigger array.
3146                  *
3147                  * But if that is the case, the data after
3148                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3149                  */
3150                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3151                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3152                                 continue;
3153                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3154                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3155                 }
3156
3157                 /*
3158                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3159                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3160                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3161                  *
3162                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3163                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3164                  * anyway.
3165                  */
3166                 kfree(cur_params);
3167         }
3168         return 0;
3169 }
3170
3171 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3172                          struct kmem_cache *root_cache)
3173 {
3174         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3175
3176         if (!memcg_kmem_enabled())
3177                 return 0;
3178
3179         if (!memcg)
3180                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3181
3182         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3183         if (!s->memcg_params)
3184                 return -ENOMEM;
3185
3186         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3187                         kmem_cache_destroy_work_func);
3188         if (memcg) {
3189                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3190                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3191         } else
3192                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3193
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3198 {
3199         struct kmem_cache *root;
3200         struct mem_cgroup *memcg;
3201         int id;
3202
3203         /*
3204          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3205          * add any memcg.
3206          */
3207         if (!s->memcg_params)
3208                 return;
3209
3210         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3211                 goto out;
3212
3213         memcg = s->memcg_params->memcg;
3214         id  = memcg_cache_id(memcg);
3215
3216         root = s->memcg_params->root_cache;
3217         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3218
3219         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3220         list_del(&s->memcg_params->list);
3221         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3222
3223         mem_cgroup_put(memcg);
3224 out:
3225         kfree(s->memcg_params);
3226 }
3227
3228 /*
3229  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3230  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3231  * enqueing new caches to be created.
3232  *
3233  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3234  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3235  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3236  * objects during debug.
3237  *
3238  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3239  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3240  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3241  * cache again, failing at the same point.
3242  *
3243  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3244  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3245  * inside the following two functions.
3246  */
3247 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3248 {
3249         VM_BUG_ON(!current->mm);
3250         current->memcg_kmem_skip_account++;
3251 }
3252
3253 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3254 {
3255         VM_BUG_ON(!current->mm);
3256         current->memcg_kmem_skip_account--;
3257 }
3258
3259 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3260 {
3261         struct kmem_cache *cachep;
3262         struct memcg_cache_params *p;
3263
3264         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3265
3266         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3267
3268         /*
3269          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3270          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3271          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3272          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3273          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3274          *
3275          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3276          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3277          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3278          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3279          * destroy it.
3280          *
3281          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3282          * again
3283          */
3284         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3285                 kmem_cache_shrink(cachep);
3286                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3287                         return;
3288         } else
3289                 kmem_cache_destroy(cachep);
3290 }
3291
3292 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3293 {
3294         if (!cachep->memcg_params->dead)
3295                 return;
3296
3297         /*
3298          * There are many ways in which we can get here.
3299          *
3300          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3301          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3302          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3303          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3304          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3305          *
3306          * But we can also get here from the worker itself, if
3307          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3308          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3309          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3310          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3311          *
3312          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3313          * running if there is already work pending
3314          */
3315         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3316                 return;
3317         /*
3318          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3319          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3320          */
3321         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3322 }
3323
3324 /*
3325  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3326  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3327  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3328  *
3329  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3330  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3331  */
3332 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3333
3334 /*
3335  * Called with memcg_cache_mutex held
3336  */
3337 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3338                                          struct kmem_cache *s)
3339 {
3340         struct kmem_cache *new;
3341         static char *tmp_name = NULL;
3342
3343         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3344
3345         /*
3346          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3347          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3348          * This static temporary buffer is used to prevent from
3349          * pointless shortliving allocation.
3350          */
3351         if (!tmp_name) {
3352                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3353                 if (!tmp_name)
3354                         return NULL;
3355         }
3356
3357         rcu_read_lock();
3358         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3359                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3360         rcu_read_unlock();
3361
3362         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3363                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3364
3365         if (new)
3366                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3367
3368         return new;
3369 }
3370
3371 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3372                                                   struct kmem_cache *cachep)
3373 {
3374         struct kmem_cache *new_cachep;
3375         int idx;
3376
3377         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3378
3379         idx = memcg_cache_id(memcg);
3380
3381         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3382         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3383         if (new_cachep)
3384                 goto out;
3385
3386         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3387         if (new_cachep == NULL) {
3388                 new_cachep = cachep;
3389                 goto out;
3390         }
3391
3392         mem_cgroup_get(memcg);
3393         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3394
3395         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3396         /*
3397          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3398          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3399          */
3400         wmb();
3401 out:
3402         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3403         return new_cachep;
3404 }
3405
3406 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3407 {
3408         struct kmem_cache *c;
3409         int i;
3410
3411         if (!s->memcg_params)
3412                 return;
3413         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3414                 return;
3415
3416         /*
3417          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3418          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3419          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3420          *
3421          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3422          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3423          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3424          */
3425         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3426         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3427                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3428                 if (!c)
3429                         continue;
3430
3431                 /*
3432                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3433                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3434                  * proceed with destruction ourselves.
3435                  *
3436                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3437                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3438                  * the cache still have active pages until this very moment.
3439                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3440                  *
3441                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3442                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3443                  */
3444                 c->memcg_params->dead = false;
3445                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3446                 kmem_cache_destroy(c);
3447         }
3448         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3449 }
3450
3451 struct create_work {
3452         struct mem_cgroup *memcg;
3453         struct kmem_cache *cachep;
3454         struct work_struct work;
3455 };
3456
3457 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3458 {
3459         struct kmem_cache *cachep;
3460         struct memcg_cache_params *params;
3461
3462         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3463                 return;
3464
3465         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3466         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3467                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3468                 cachep->memcg_params->dead = true;
3469                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3470         }
3471         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3472 }
3473
3474 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3475 {
3476         struct create_work *cw;
3477
3478         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3479         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3480         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3481         css_put(&cw->memcg->css);
3482         kfree(cw);
3483 }
3484
3485 /*
3486  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3487  */
3488 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3489                                          struct kmem_cache *cachep)
3490 {
3491         struct create_work *cw;
3492
3493         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3494         if (cw == NULL) {
3495                 css_put(&memcg->css);
3496                 return;
3497         }
3498
3499         cw->memcg = memcg;
3500         cw->cachep = cachep;
3501
3502         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3503         schedule_work(&cw->work);
3504 }
3505
3506 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3507                                        struct kmem_cache *cachep)
3508 {
3509         /*
3510          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3511          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3512          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3513          *
3514          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3515          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3516          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3517          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3518          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3519          */
3520         memcg_stop_kmem_account();
3521         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3522         memcg_resume_kmem_account();
3523 }
3524 /*
3525  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3526  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3527  *
3528  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3529  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3530  * in a workqueue.
3531  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3532  * the original cache.
3533  *
3534  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3535  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3536  */
3537 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3538                                           gfp_t gfp)
3539 {
3540         struct mem_cgroup *memcg;
3541         int idx;
3542
3543         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3544         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3545
3546         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3547                 return cachep;
3548
3549         rcu_read_lock();
3550         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3551
3552         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3553                 goto out;
3554
3555         idx = memcg_cache_id(memcg);
3556
3557         /*
3558          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3559          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3560          */
3561         read_barrier_depends();
3562         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3563                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3564                 goto out;
3565         }
3566
3567         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3568         if (!css_tryget(&memcg->css))
3569                 goto out;
3570         rcu_read_unlock();
3571
3572         /*
3573          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3574          * context), we could be be predictable and return right away.
3575          * This would guarantee that the allocation being performed
3576          * already belongs in the new cache.
3577          *
3578          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3579          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3580          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3581          * with the slab_mutex held.
3582          *
3583          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3584          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3585          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3586          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3587          * better to defer everything.
3588          */
3589         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3590         return cachep;
3591 out:
3592         rcu_read_unlock();
3593         return cachep;
3594 }
3595 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3596
3597 /*
3598  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3599  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3600  * need a further commit step to do the final arrangements.
3601  *
3602  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3603  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3604  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3605  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3606  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3607  * the compiled-out case as well.
3608  *
3609  * Returning true means the allocation is possible.
3610  */
3611 bool
3612 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3613 {
3614         struct mem_cgroup *memcg;
3615         int ret;
3616
3617         *_memcg = NULL;
3618         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3619
3620         /*
3621          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3622          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3623          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3624          */
3625         if (unlikely(!memcg))
3626                 return true;
3627
3628         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3629                 css_put(&memcg->css);
3630                 return true;
3631         }
3632
3633         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3634         if (!ret)
3635                 *_memcg = memcg;
3636
3637         css_put(&memcg->css);
3638         return (ret == 0);
3639 }
3640
3641 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3642                               int order)
3643 {
3644         struct page_cgroup *pc;
3645
3646         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3647
3648         /* The page allocation failed. Revert */
3649         if (!page) {
3650                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3651                 return;
3652         }
3653
3654         pc = lookup_page_cgroup(page);
3655         lock_page_cgroup(pc);
3656         pc->mem_cgroup = memcg;
3657         SetPageCgroupUsed(pc);
3658         unlock_page_cgroup(pc);
3659 }
3660
3661 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3662 {
3663         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3664         struct page_cgroup *pc;
3665
3666
3667         pc = lookup_page_cgroup(page);
3668         /*
3669          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3670          * check again after locking.
3671          */
3672         if (!PageCgroupUsed(pc))
3673                 return;
3674
3675         lock_page_cgroup(pc);
3676         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3677                 memcg = pc->mem_cgroup;
3678                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3679         }
3680         unlock_page_cgroup(pc);
3681
3682         /*
3683          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3684          * is a valid allocation
3685          */
3686         if (!memcg)
3687                 return;
3688
3689         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3690         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3691 }
3692 #else
3693 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3694 {
3695 }
3696 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3697
3698 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3699
3700 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3701 /*
3702  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3703  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3704  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3705  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3706  */
3707 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3708 {
3709         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3710         struct page_cgroup *pc;
3711         int i;
3712
3713         if (mem_cgroup_disabled())
3714                 return;
3715         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3716                 pc = head_pc + i;
3717                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3718                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3719                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3720         }
3721 }
3722 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3723
3724 /**
3725  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3726  * @page: the page
3727  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3728  * @pc: page_cgroup of the page.
3729  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3730  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3731  *
3732  * The caller must confirm following.
3733  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3734  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3735  *
3736  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3737  * from old cgroup.
3738  */
3739 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3740                                    unsigned int nr_pages,
3741                                    struct page_cgroup *pc,
3742                                    struct mem_cgroup *from,
3743                                    struct mem_cgroup *to)
3744 {
3745         unsigned long flags;
3746         int ret;
3747         bool anon = PageAnon(page);
3748
3749         VM_BUG_ON(from == to);
3750         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3751         /*
3752          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3753          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3754          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3755          * hold it.
3756          */
3757         ret = -EBUSY;
3758         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3759                 goto out;
3760
3761         lock_page_cgroup(pc);
3762
3763         ret = -EINVAL;
3764         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3765                 goto unlock;
3766
3767         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3768
3769         if (!anon && page_mapped(page)) {
3770                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3771                 preempt_disable();
3772                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3773                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3774                 preempt_enable();
3775         }
3776         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3777
3778         /* caller should have done css_get */
3779         pc->mem_cgroup = to;
3780         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3781         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3782         ret = 0;
3783 unlock:
3784         unlock_page_cgroup(pc);
3785         /*
3786          * check events
3787          */
3788         memcg_check_events(to, page);
3789         memcg_check_events(from, page);
3790 out:
3791         return ret;
3792 }
3793
3794 /**
3795  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3796  * @page: the page to move
3797  * @pc: page_cgroup of the page
3798  * @child: page's cgroup
3799  *
3800  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3801  * parent (aka use_hierarchy==0).
3802  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3803  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3804  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3805  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3806  * on the next attempt and the call should be retried later.
3807  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3808  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3809  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3810  * LRU or vanish.
3811  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3812  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3813  * disappear in the next attempt.
3814  */
3815 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3816                                   struct page_cgroup *pc,
3817                                   struct mem_cgroup *child)
3818 {
3819         struct mem_cgroup *parent;
3820         unsigned int nr_pages;
3821         unsigned long uninitialized_var(flags);
3822         int ret;
3823
3824         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3825
3826         ret = -EBUSY;
3827         if (!get_page_unless_zero(page))
3828                 goto out;
3829         if (isolate_lru_page(page))
3830                 goto put;
3831
3832         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3833
3834         parent = parent_mem_cgroup(child);
3835         /*
3836          * If no parent, move charges to root cgroup.
3837          */
3838         if (!parent)
3839                 parent = root_mem_cgroup;
3840
3841         if (nr_pages > 1) {
3842                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3843                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3844         }
3845
3846         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3847                                 pc, child, parent);
3848         if (!ret)
3849                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3850
3851         if (nr_pages > 1)
3852                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3853         putback_lru_page(page);
3854 put:
3855         put_page(page);
3856 out:
3857         return ret;
3858 }
3859
3860 /*
3861  * Charge the memory controller for page usage.
3862  * Return
3863  * 0 if the charge was successful
3864  * < 0 if the cgroup is over its limit
3865  */
3866 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3867                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3868 {
3869         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3870         unsigned int nr_pages = 1;
3871         bool oom = true;
3872         int ret;
3873
3874         if (PageTransHuge(page)) {
3875                 nr_pages <<= compound_order(page);
3876                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3877                 /*
3878                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3879                  * fault handler will fall back to regular pages.
3880                  */
3881                 oom = false;
3882         }
3883
3884         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3885         if (ret == -ENOMEM)
3886                 return ret;
3887         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3888         return 0;
3889 }
3890
3891 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3892                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3893 {
3894         if (mem_cgroup_disabled())
3895                 return 0;
3896         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3897         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3898         VM_BUG_ON(!mm);
3899         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3900                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3901 }
3902
3903 /*
3904  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3905  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3906  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3907  * "commit()" or removed by "cancel()"
3908  */
3909 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3910                                           struct page *page,
3911                                           gfp_t mask,
3912                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3913 {
3914         struct mem_cgroup *memcg;
3915         struct page_cgroup *pc;
3916         int ret;
3917
3918         pc = lookup_page_cgroup(page);
3919         /*
3920          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3921          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3922          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3923          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3924          * in turn serializes uncharging.
3925          */
3926         if (PageCgroupUsed(pc))
3927                 return 0;
3928         if (!do_swap_account)
3929                 goto charge_cur_mm;
3930         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3931         if (!memcg)
3932                 goto charge_cur_mm;
3933         *memcgp = memcg;
3934         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3935         css_put(&memcg->css);
3936         if (ret == -EINTR)
3937                 ret = 0;
3938         return ret;
3939 charge_cur_mm:
3940         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3941         if (ret == -EINTR)
3942                 ret = 0;
3943         return ret;
3944 }
3945
3946 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3947                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3948 {
3949         *memcgp = NULL;
3950         if (mem_cgroup_disabled())
3951                 return 0;
3952         /*
3953          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3954          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3955          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3956          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3957          */
3958         if (!PageSwapCache(page)) {
3959                 int ret;
3960
3961                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3962                 if (ret == -EINTR)
3963                         ret = 0;
3964                 return ret;
3965         }
3966         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3967 }
3968
3969 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3970 {
3971         if (mem_cgroup_disabled())
3972                 return;
3973         if (!memcg)
3974                 return;
3975         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3976 }
3977
3978 static void
3979 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3980                                         enum charge_type ctype)
3981 {
3982         if (mem_cgroup_disabled())
3983                 return;
3984         if (!memcg)
3985                 return;
3986
3987         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3988         /*
3989          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3990          * counted both as mem and swap....double count.
3991          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3992          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3993          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3994          */
3995         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3996                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3997                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3998         }
3999 }
4000
4001 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4002                                      struct mem_cgroup *memcg)
4003 {
4004         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4005                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4006 }
4007
4008 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4009                                 gfp_t gfp_mask)
4010 {
4011         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4012         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4013         int ret;
4014
4015         if (mem_cgroup_disabled())
4016                 return 0;
4017         if (PageCompound(page))
4018                 return 0;
4019
4020         if (!PageSwapCache(page))
4021                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4022         else { /* page is swapcache/shmem */
4023                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4024                                                      gfp_mask, &memcg);
4025                 if (!ret)
4026                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4027         }
4028         return ret;
4029 }
4030
4031 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4032                                    unsigned int nr_pages,
4033                                    const enum charge_type ctype)
4034 {
4035         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4036         bool uncharge_memsw = true;
4037
4038         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4039         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4040                 uncharge_memsw = false;
4041
4042         batch = &current->memcg_batch;
4043         /*
4044          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4045          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4046          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4047          */
4048         if (!batch->memcg)
4049                 batch->memcg = memcg;
4050         /*
4051          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4052          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4053          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4054          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4055          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4056          */
4057
4058         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4059                 goto direct_uncharge;
4060
4061         if (nr_pages > 1)
4062                 goto direct_uncharge;
4063
4064         /*
4065          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4066          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4067          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4068          */
4069         if (batch->memcg != memcg)
4070                 goto direct_uncharge;
4071         /* remember freed charge and uncharge it later */
4072         batch->nr_pages++;
4073         if (uncharge_memsw)
4074                 batch->memsw_nr_pages++;
4075         return;
4076 direct_uncharge:
4077         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4078         if (uncharge_memsw)
4079                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4080         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4081                 memcg_oom_recover(memcg);
4082 }
4083
4084 /*
4085  * uncharge if !page_mapped(page)
4086  */
4087 static struct mem_cgroup *
4088 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4089                              bool end_migration)
4090 {
4091         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4092         unsigned int nr_pages = 1;
4093         struct page_cgroup *pc;
4094         bool anon;
4095
4096         if (mem_cgroup_disabled())
4097                 return NULL;
4098
4099         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
4100
4101         if (PageTransHuge(page)) {
4102                 nr_pages <<= compound_order(page);
4103                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4104         }
4105         /*
4106          * Check if our page_cgroup is valid
4107          */
4108         pc = lookup_page_cgroup(page);
4109         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4110                 return NULL;
4111
4112         lock_page_cgroup(pc);
4113
4114         memcg = pc->mem_cgroup;
4115
4116         if (!PageCgroupUsed(pc))
4117                 goto unlock_out;
4118
4119         anon = PageAnon(page);
4120
4121         switch (ctype) {
4122         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4123                 /*
4124                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4125                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4126                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4127                  */
4128                 anon = true;
4129                 /* fallthrough */
4130         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4131                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4132                 if (page_mapped(page))
4133                         goto unlock_out;
4134                 /*
4135                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4136                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4137                  * unused post-migration page and so it has to call
4138                  * here with the migration bit still set.  See the
4139                  * res_counter handling below.
4140                  */
4141                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4142                         goto unlock_out;
4143                 break;
4144         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4145                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4146                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4147                                 goto unlock_out;
4148                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4149                                 goto unlock_out;
4150                 break;
4151         default:
4152                 break;
4153         }
4154
4155         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4156
4157         ClearPageCgroupUsed(pc);
4158         /*
4159          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4160          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4161          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4162          * special functions.
4163          */
4164
4165         unlock_page_cgroup(pc);
4166         /*
4167          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4168          * will never be freed.
4169          */
4170         memcg_check_events(memcg, page);
4171         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4172                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4173                 mem_cgroup_get(memcg);
4174         }
4175         /*
4176          * Migration does not charge the res_counter for the
4177          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4178          * page that is unused after the migration.
4179          */
4180         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4181                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4182
4183         return memcg;
4184
4185 unlock_out:
4186         unlock_page_cgroup(pc);
4187         return NULL;
4188 }
4189
4190 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4191 {
4192         /* early check. */
4193         if (page_mapped(page))
4194                 return;
4195         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4196         if (PageSwapCache(page))
4197                 return;
4198         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4199 }
4200
4201 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4202 {
4203         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4204         VM_BUG_ON(page->mapping);
4205         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4206 }
4207
4208 /*
4209  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4210  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4211  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4212  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4213  * This may be called prural(2) times in a context,
4214  */
4215
4216 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4217 {
4218         current->memcg_batch.do_batch++;
4219         /* We can do nest. */
4220         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4221                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4222                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4223                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4224         }
4225 }
4226
4227 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4228 {
4229         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4230
4231         if (!batch->do_batch)
4232                 return;
4233
4234         batch->do_batch--;
4235         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4236                 return;
4237
4238         if (!batch->memcg)
4239                 return;
4240         /*
4241          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4242          * bacause we hide charges behind us.
4243          */
4244         if (batch->nr_pages)
4245                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4246                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4247         if (batch->memsw_nr_pages)
4248                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4249                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4250         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4251         /* forget this pointer (for sanity check) */
4252         batch->memcg = NULL;
4253 }
4254
4255 #ifdef CONFIG_SWAP
4256 /*
4257  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4258  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4259  */
4260 void
4261 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4262 {
4263         struct mem_cgroup *memcg;
4264         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4265
4266         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4267                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4268
4269         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4270
4271         /*
4272          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4273          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4274          */
4275         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4276                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4277 }
4278 #endif
4279
4280 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4281 /*
4282  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4283  * uncharge "memsw" account.
4284  */
4285 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4286 {
4287         struct mem_cgroup *memcg;
4288         unsigned short id;
4289
4290         if (!do_swap_account)
4291                 return;
4292
4293         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4294         rcu_read_lock();
4295         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4296         if (memcg) {
4297                 /*
4298                  * We uncharge this because swap is freed.
4299                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4300                  */
4301                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4302                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4303                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4304                 mem_cgroup_put(memcg);
4305         }
4306         rcu_read_unlock();
4307 }
4308
4309 /**
4310  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4311  * @entry: swap entry to be moved
4312  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4313  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4314  *
4315  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4316  * as the mem_cgroup's id of @from.
4317  *
4318  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4319  *
4320  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4321  * both res and memsw, and called css_get().
4322  */
4323 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4324                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4325 {
4326         unsigned short old_id, new_id;
4327
4328         old_id = css_id(&from->css);
4329         new_id = css_id(&to->css);
4330
4331         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4332                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4333                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4334                 /*
4335                  * This function is only called from task migration context now.
4336                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4337                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4338                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4339                  * because if the process that has been moved to @to does
4340                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4341                  */
4342                 mem_cgroup_get(to);
4343                 return 0;
4344         }
4345         return -EINVAL;
4346 }
4347 #else
4348 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4349                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4350 {
4351         return -EINVAL;
4352 }
4353 #endif
4354
4355 /*
4356  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4357  * page belongs to.
4358  */
4359 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4360                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4361 {
4362         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4363         unsigned int nr_pages = 1;
4364         struct page_cgroup *pc;
4365         enum charge_type ctype;
4366
4367         *memcgp = NULL;
4368
4369         if (mem_cgroup_disabled())
4370                 return;
4371
4372         if (PageTransHuge(page))
4373                 nr_pages <<= compound_order(page);
4374
4375         pc = lookup_page_cgroup(page);
4376         lock_page_cgroup(pc);
4377         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4378                 memcg = pc->mem_cgroup;
4379                 css_get(&memcg->css);
4380                 /*
4381                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4382                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4383                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4384                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4385                  * until end_migration() is called
4386                  *
4387                  * Corner Case Thinking
4388                  * A)
4389                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4390                  * while migration was ongoing.
4391                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4392                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4393                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4394                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4395                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4396                  *
4397                  * B)
4398                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4399                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4400                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4401                  * without charging it again.
4402                  *
4403                  * C)
4404                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4405                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4406                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4407                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4408                  */
4409                 if (PageAnon(page))
4410                         SetPageCgroupMigration(pc);
4411         }
4412         unlock_page_cgroup(pc);
4413         /*
4414          * If the page is not charged at this point,
4415          * we return here.
4416          */
4417         if (!memcg)
4418                 return;
4419
4420         *memcgp = memcg;
4421         /*
4422          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4423          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4424          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4425          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4426          */
4427         if (PageAnon(page))
4428                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4429         else
4430                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4431         /*
4432          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4433          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4434          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4435          */
4436         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4437 }
4438
4439 /* remove redundant charge if migration failed*/
4440 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4441         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4442 {
4443         struct page *used, *unused;
4444         struct page_cgroup *pc;
4445         bool anon;
4446
4447         if (!memcg)
4448                 return;
4449
4450         if (!migration_ok) {
4451                 used = oldpage;
4452                 unused = newpage;
4453         } else {
4454                 used = newpage;
4455                 unused = oldpage;
4456         }
4457         anon = PageAnon(used);
4458         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4459                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4460                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4461                                      true);
4462         css_put(&memcg->css);
4463         /*
4464          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4465          * of the page goes down to zero, temporarly.
4466          * Clear the flag and check the page should be charged.
4467          */
4468         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4469         lock_page_cgroup(pc);
4470         ClearPageCgroupMigration(pc);
4471         unlock_page_cgroup(pc);
4472
4473         /*
4474          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4475          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4476          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4477          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4478          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4479          * check. (see prepare_charge() also)
4480          */
4481         if (anon)
4482                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4483 }
4484
4485 /*
4486  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4487  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4488  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4489  */
4490 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4491                                   struct page *newpage)
4492 {
4493         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4494         struct page_cgroup *pc;
4495         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4496
4497         if (mem_cgroup_disabled())
4498                 return;
4499
4500         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4501         /* fix accounting on old pages */
4502         lock_page_cgroup(pc);
4503         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4504                 memcg = pc->mem_cgroup;
4505                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4506                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4507         }
4508         unlock_page_cgroup(pc);
4509
4510         /*
4511          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4512          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4513          */
4514         if (!memcg)
4515                 return;
4516         /*
4517          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4518          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4519          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4520          */
4521         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4522 }
4523
4524 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4525 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4526 {
4527         struct page_cgroup *pc;
4528
4529         pc = lookup_page_cgroup(page);
4530         /*
4531          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4532          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4533          * or when mem_cgroup_disabled().
4534          */
4535         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4536                 return pc;
4537         return NULL;
4538 }
4539
4540 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4541 {
4542         if (mem_cgroup_disabled())
4543                 return false;
4544
4545         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4546 }
4547
4548 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4549 {
4550         struct page_cgroup *pc;
4551
4552         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4553         if (pc) {
4554                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4555                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4556         }
4557 }
4558 #endif
4559
4560 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4561                                 unsigned long long val)
4562 {
4563         int retry_count;
4564         u64 memswlimit, memlimit;
4565         int ret = 0;
4566         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4567         u64 curusage, oldusage;
4568         int enlarge;
4569
4570         /*
4571          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4572          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4573          * of # of children which we should visit in this loop.
4574          */
4575         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4576
4577         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4578
4579         enlarge = 0;
4580         while (retry_count) {
4581                 if (signal_pending(current)) {
4582                         ret = -EINTR;
4583                         break;
4584                 }
4585                 /*
4586                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4587                  * open coded manner. You see what this really does.
4588                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4589                  */
4590                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4591                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4592                 if (memswlimit < val) {
4593                         ret = -EINVAL;
4594                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4595                         break;
4596                 }
4597
4598                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4599                 if (memlimit < val)
4600                         enlarge = 1;
4601
4602                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4603                 if (!ret) {
4604                         if (memswlimit == val)
4605                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4606                         else
4607                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4608                 }
4609                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4610
4611                 if (!ret)
4612                         break;
4613
4614                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4615                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4616                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4617                 /* Usage is reduced ? */
4618                 if (curusage >= oldusage)
4619                         retry_count--;
4620                 else
4621                         oldusage = curusage;
4622         }
4623         if (!ret && enlarge)
4624                 memcg_oom_recover(memcg);
4625
4626         return ret;
4627 }
4628
4629 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4630                                         unsigned long long val)
4631 {
4632         int retry_count;
4633         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4634         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4635         int ret = -EBUSY;
4636         int enlarge = 0;
4637
4638         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4639         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4640         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4641         while (retry_count) {
4642                 if (signal_pending(current)) {
4643                         ret = -EINTR;
4644                         break;
4645                 }
4646                 /*
4647                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4648                  * open coded manner. You see what this really does.
4649                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4650                  */
4651                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4652                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4653                 if (memlimit > val) {
4654                         ret = -EINVAL;
4655                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4656                         break;
4657                 }
4658                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4659                 if (memswlimit < val)
4660                         enlarge = 1;
4661                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4662                 if (!ret) {
4663                         if (memlimit == val)
4664                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4665                         else
4666                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4667                 }
4668                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4669
4670                 if (!ret)
4671                         break;
4672
4673                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4674                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4675                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4676                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4677                 /* Usage is reduced ? */
4678                 if (curusage >= oldusage)
4679                         retry_count--;
4680                 else
4681                         oldusage = curusage;
4682         }
4683         if (!ret && enlarge)
4684                 memcg_oom_recover(memcg);
4685         return ret;
4686 }
4687
4688 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4689                                             gfp_t gfp_mask,
4690                                             unsigned long *total_scanned)
4691 {
4692         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4693         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4694         unsigned long reclaimed;
4695         int loop = 0;
4696         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4697         unsigned long long excess;
4698         unsigned long nr_scanned;
4699
4700         if (order > 0)
4701                 return 0;
4702
4703         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4704         /*
4705          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4706          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4707          * pressure
4708          */
4709         do {
4710                 if (next_mz)
4711                         mz = next_mz;
4712                 else
4713                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4714                 if (!mz)
4715                         break;
4716
4717                 nr_scanned = 0;
4718                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4719                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4720                 nr_reclaimed += reclaimed;
4721                 *total_scanned += nr_scanned;
4722                 spin_lock(&mctz->lock);
4723
4724                 /*
4725                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4726                  * it is time to move on to the next cgroup
4727                  */
4728                 next_mz = NULL;
4729                 if (!reclaimed) {
4730                         do {
4731                                 /*
4732                                  * Loop until we find yet another one.
4733                                  *
4734                                  * By the time we get the soft_limit lock
4735                                  * again, someone might have aded the
4736                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4737                                  * make sure we get a different mem.
4738                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4739                                  * NULL if no other cgroup is present on
4740                                  * the tree
4741                                  */
4742                                 next_mz =
4743                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4744                                 if (next_mz == mz)
4745                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4746                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4747                                         break;
4748                         } while (1);
4749                 }
4750                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4751                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4752                 /*
4753                  * One school of thought says that we should not add
4754                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4755                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4756                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4757                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4758                  * term TODO.
4759                  */
4760                 /* If excess == 0, no tree ops */
4761                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4762                 spin_unlock(&mctz->lock);
4763                 css_put(&mz->memcg->css);
4764                 loop++;
4765                 /*
4766                  * Could not reclaim anything and there are no more
4767                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4768                  * reclaiming anything.
4769                  */
4770                 if (!nr_reclaimed &&
4771                         (next_mz == NULL ||
4772                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4773                         break;
4774         } while (!nr_reclaimed);
4775         if (next_mz)
4776                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4777         return nr_reclaimed;
4778 }
4779
4780 /**
4781  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4782  * @memcg: group to clear
4783  * @node: NUMA node
4784  * @zid: zone id
4785  * @lru: lru to to clear
4786  *
4787  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4788  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4789  * group.
4790  */
4791 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4792                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4793 {
4794         struct lruvec *lruvec;
4795         unsigned long flags;
4796         struct list_head *list;
4797         struct page *busy;
4798         struct zone *zone;
4799
4800         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4801         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4802         list = &lruvec->lists[lru];
4803
4804         busy = NULL;
4805         do {
4806                 struct page_cgroup *pc;
4807                 struct page *page;
4808
4809                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4810                 if (list_empty(list)) {
4811                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4812                         break;
4813                 }
4814                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4815                 if (busy == page) {
4816                         list_move(&page->lru, list);
4817                         busy = NULL;
4818                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4819                         continue;
4820                 }
4821                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4822
4823                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4824
4825                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4826                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4827                         busy = page;
4828                         cond_resched();
4829                 } else
4830                         busy = NULL;
4831         } while (!list_empty(list));
4832 }
4833
4834 /*
4835  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4836  * all the charges and pages to the parent.
4837  * This enables deleting this mem_cgroup.
4838  *
4839  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4840  */
4841 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4842 {
4843         int node, zid;
4844         u64 usage;
4845
4846         do {
4847                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4848                 lru_add_drain_all();
4849                 drain_all_stock_sync(memcg);
4850                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4851                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4852                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4853                                 enum lru_list lru;
4854                                 for_each_lru(lru) {
4855                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4856                                                         node, zid, lru);
4857                                 }
4858                         }
4859                 }
4860                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4861                 memcg_oom_recover(memcg);
4862                 cond_resched();
4863
4864                 /*
4865                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4866                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4867                  * expect their value to drop to 0 here.
4868                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4869                  *
4870                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4871                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4872                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4873                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4874                  * charge before adding to the LRU.
4875                  */
4876                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4877                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4878         } while (usage > 0);
4879 }
4880
4881 /*
4882  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4883  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4884  * is meaningless
4885  */
4886 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4887 {
4888         struct cgroup *pos;
4889
4890         /* bounce at first found */
4891         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4892                 return true;
4893         return false;
4894 }
4895
4896 /*
4897  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4898  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4899  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4900  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4901  * any memcg without hierarchy as infertile.
4902  */
4903 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4904 {
4905         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4906 }
4907
4908 /*
4909  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4910  * the rest to the parent.
4911  *
4912  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4913  */
4914 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4915 {
4916         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4917         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4918
4919         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4920         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4921                 return -EBUSY;
4922
4923         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4924         lru_add_drain_all();
4925         /* try to free all pages in this cgroup */
4926         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4927                 int progress;
4928
4929                 if (signal_pending(current))
4930                         return -EINTR;
4931
4932                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4933                                                 false);
4934                 if (!progress) {
4935                         nr_retries--;
4936                         /* maybe some writeback is necessary */
4937                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4938                 }
4939
4940         }
4941         lru_add_drain();
4942         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4943
4944         return 0;
4945 }
4946
4947 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4948 {
4949         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4950         int ret;
4951
4952         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4953                 return -EINVAL;
4954         css_get(&memcg->css);
4955         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4956         css_put(&memcg->css);
4957
4958         return ret;
4959 }
4960
4961
4962 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4963 {
4964         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4965 }
4966
4967 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4968                                         u64 val)
4969 {
4970         int retval = 0;
4971         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4972         struct cgroup *parent = cont->parent;
4973         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4974
4975         if (parent)
4976                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4977
4978         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4979
4980         if (memcg->use_hierarchy == val)
4981                 goto out;
4982
4983         /*
4984          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4985          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4986          * occur, provided the current cgroup has no children.
4987          *
4988          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4989          * set if there are no children.
4990          */
4991         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4992                                 (val == 1 || val == 0)) {
4993                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4994                         memcg->use_hierarchy = val;
4995                 else
4996                         retval = -EBUSY;
4997         } else
4998                 retval = -EINVAL;
4999
5000 out:
5001         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5002
5003         return retval;
5004 }
5005
5006
5007 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5008                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5009 {
5010         struct mem_cgroup *iter;
5011         long val = 0;
5012
5013         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5014         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5015                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5016
5017         if (val < 0) /* race ? */
5018                 val = 0;
5019         return val;
5020 }
5021
5022 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5023 {
5024         u64 val;
5025
5026         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5027                 if (!swap)
5028                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5029                 else
5030                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5031         }
5032
5033         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5034         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5035
5036         if (swap)
5037                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5038
5039         return val << PAGE_SHIFT;
5040 }
5041
5042 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5043                                struct file *file, char __user *buf,
5044                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5045 {
5046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5047         char str[64];
5048         u64 val;
5049         int name, len;
5050         enum res_type type;
5051
5052         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5053         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5054
5055         switch (type) {
5056         case _MEM:
5057                 if (name == RES_USAGE)
5058                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5059                 else
5060                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5061                 break;
5062         case _MEMSWAP:
5063                 if (name == RES_USAGE)
5064                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5065                 else
5066                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5067                 break;
5068         case _KMEM:
5069                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5070                 break;
5071         default:
5072                 BUG();
5073         }
5074
5075         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5076         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5077 }
5078
5079 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5080 {
5081         int ret = -EINVAL;
5082 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5083         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5084         /*
5085          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5086          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5087          * already joined.
5088          *
5089          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5090          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5091          * place, which makes the value quite meaningless.
5092          *
5093          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5094          * of course permitted.
5095          */
5096         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5097         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5098         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5099                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5100                         ret = -EBUSY;
5101                         goto out;
5102                 }
5103                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5104                 VM_BUG_ON(ret);
5105
5106                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5107                 if (ret) {
5108                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5109                         goto out;
5110                 }
5111                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5112                 /*
5113                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5114                  * starts accounting before all call sites are patched
5115                  */
5116                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5117
5118                 /*
5119                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5120                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5121                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5122                  * need to reference count the memcg because of that.
5123                  */
5124                 mem_cgroup_get(memcg);
5125         } else
5126                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5127 out:
5128         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5129         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5130 #endif
5131         return ret;
5132 }
5133
5134 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5135 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5136 {
5137         int ret = 0;
5138         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5139         if (!parent)
5140                 goto out;
5141
5142         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5143         /*
5144          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5145          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5146          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5147          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5148          * parents.
5149          *
5150          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5151          * that is accounted.
5152          */
5153         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5154                 goto out;
5155
5156         /*
5157          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5158          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5159          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5160          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5161          */
5162         mem_cgroup_get(memcg);
5163         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5164
5165         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5166         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5167         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5168 out:
5169         return ret;
5170 }
5171 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5172
5173 /*
5174  * The user of this function is...
5175  * RES_LIMIT.
5176  */
5177 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5178                             const char *buffer)
5179 {
5180         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5181         enum res_type type;
5182         int name;
5183         unsigned long long val;
5184         int ret;
5185
5186         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5187         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5188
5189         switch (name) {
5190         case RES_LIMIT:
5191                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5192                         ret = -EINVAL;
5193                         break;
5194                 }
5195                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5196                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5197                 if (ret)
5198                         break;
5199                 if (type == _MEM)
5200                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5201                 else if (type == _MEMSWAP)
5202                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5203                 else if (type == _KMEM)
5204                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5205                 else
5206                         return -EINVAL;
5207                 break;
5208         case RES_SOFT_LIMIT:
5209                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5210                 if (ret)
5211                         break;
5212                 /*
5213                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5214                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5215                  * control without swap
5216                  */
5217                 if (type == _MEM)
5218                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5219                 else
5220                         ret = -EINVAL;
5221                 break;
5222         default:
5223                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5224                 break;
5225         }
5226         return ret;
5227 }
5228
5229 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5230                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5231 {
5232         struct cgroup *cgroup;
5233         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5234
5235         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5236         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5237         cgroup = memcg->css.cgroup;
5238         if (!memcg->use_hierarchy)
5239                 goto out;
5240
5241         while (cgroup->parent) {
5242                 cgroup = cgroup->parent;
5243                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5244                 if (!memcg->use_hierarchy)
5245                         break;
5246                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5247                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5248                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5249                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5250         }
5251 out:
5252         *mem_limit = min_limit;
5253         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5254 }
5255
5256 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5257 {
5258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5259         int name;
5260         enum res_type type;
5261
5262         type = MEMFILE_TYPE(event);
5263         name = MEMFILE_ATTR(event);
5264
5265         switch (name) {
5266         case RES_MAX_USAGE:
5267                 if (type == _MEM)
5268                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5269                 else if (type == _MEMSWAP)
5270                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5271                 else if (type == _KMEM)
5272                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5273                 else
5274                         return -EINVAL;
5275                 break;
5276         case RES_FAILCNT:
5277                 if (type == _MEM)
5278                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5279                 else if (type == _MEMSWAP)
5280                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5281                 else if (type == _KMEM)
5282                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5283                 else
5284                         return -EINVAL;
5285                 break;
5286         }
5287
5288         return 0;
5289 }
5290
5291 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5292                                         struct cftype *cft)
5293 {
5294         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5295 }
5296
5297 #ifdef CONFIG_MMU
5298 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5299                                         struct cftype *cft, u64 val)
5300 {
5301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5302
5303         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5304                 return -EINVAL;
5305
5306         /*
5307          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5308          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5309          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5310          * affect task migrations starting after the change.
5311          */
5312         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5313         return 0;
5314 }
5315 #else
5316 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5317                                         struct cftype *cft, u64 val)
5318 {
5319         return -ENOSYS;
5320 }
5321 #endif
5322
5323 #ifdef CONFIG_NUMA
5324 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5325                                       struct seq_file *m)
5326 {
5327         int nid;
5328         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5329         unsigned long node_nr;
5330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5331
5332         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5333         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5334         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5335                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5336                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5337         }
5338         seq_putc(m, '\n');
5339
5340         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5341         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5342         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5343                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5344                                 LRU_ALL_FILE);
5345                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5346         }
5347         seq_putc(m, '\n');
5348
5349         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5350         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5351         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5352                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5353                                 LRU_ALL_ANON);
5354                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5355         }
5356         seq_putc(m, '\n');
5357
5358         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5359         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5360         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5361                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5362                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5363                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5364         }
5365         seq_putc(m, '\n');
5366         return 0;
5367 }
5368 #endif /* CONFIG_NUMA */
5369
5370 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5371 {
5372         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5373 }
5374
5375 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5376                                  struct seq_file *m)
5377 {
5378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5379         struct mem_cgroup *mi;
5380         unsigned int i;
5381
5382         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5383                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5384                         continue;
5385                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5386                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5387         }
5388
5389         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5390                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5391                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5392
5393         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5394                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5395                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5396
5397         /* Hierarchical information */
5398         {
5399                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5400                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5401                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5402                 if (do_swap_account)
5403                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5404                                    memsw_limit);
5405         }
5406
5407         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5408                 long long val = 0;
5409
5410                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5411                         continue;
5412                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5413                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5414                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5415         }
5416
5417         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5418                 unsigned long long val = 0;
5419
5420                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5421                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5422                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5423                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5424         }
5425
5426         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5427                 unsigned long long val = 0;
5428
5429                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5430                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5431                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5432         }
5433
5434 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5435         {
5436                 int nid, zid;
5437                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5438                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5439                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5440                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5441
5442                 for_each_online_node(nid)
5443                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5444                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5445                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5446
5447                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5448                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5449                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5450                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5451                         }
5452                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5453                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5454                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5455                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5456         }
5457 #endif
5458
5459         return 0;
5460 }
5461
5462 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5463 {
5464         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5465
5466         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5467 }
5468
5469 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5470                                        u64 val)
5471 {
5472         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5473         struct mem_cgroup *parent;
5474
5475         if (val > 100)
5476                 return -EINVAL;
5477
5478         if (cgrp->parent == NULL)
5479                 return -EINVAL;
5480
5481         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5482
5483         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5484
5485         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5486         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5487                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5488                 return -EINVAL;
5489         }
5490
5491         memcg->swappiness = val;
5492
5493         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5494
5495         return 0;
5496 }
5497
5498 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5499 {
5500         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5501         u64 usage;
5502         int i;
5503
5504         rcu_read_lock();
5505         if (!swap)
5506                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5507         else
5508                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5509
5510         if (!t)
5511                 goto unlock;
5512
5513         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5514
5515         /*
5516          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5517          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5518          * call of __mem_cgroup_threshold().
5519          */
5520         i = t->current_threshold;
5521
5522         /*
5523          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5524          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5525          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5526          * only one element of the array here.
5527          */
5528         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5529                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5530
5531         /* i = current_threshold + 1 */
5532         i++;
5533
5534         /*
5535          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5536          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5537          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5538          * only one element of the array here.
5539          */
5540         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5541                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5542
5543         /* Update current_threshold */
5544         t->current_threshold = i - 1;
5545 unlock:
5546         rcu_read_unlock();
5547 }
5548
5549 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5550 {
5551         while (memcg) {
5552                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5553                 if (do_swap_account)
5554                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5555
5556                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5557         }
5558 }
5559
5560 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5561 {
5562         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5563         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5564
5565         return _a->threshold - _b->threshold;
5566 }
5567
5568 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5569 {
5570         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5571
5572         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5573                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5574         return 0;
5575 }
5576
5577 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5578 {
5579         struct mem_cgroup *iter;
5580
5581         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5582                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5583 }
5584
5585 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5586         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5587 {
5588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5589         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5590         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5591         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5592         u64 threshold, usage;
5593         int i, size, ret;
5594
5595         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5596         if (ret)
5597                 return ret;
5598
5599         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5600
5601         if (type == _MEM)
5602                 thresholds = &memcg->thresholds;
5603         else if (type == _MEMSWAP)
5604                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5605         else
5606                 BUG();
5607
5608         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5609
5610         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5611         if (thresholds->primary)
5612                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5613
5614         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5615
5616         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5617         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5618                         GFP_KERNEL);
5619         if (!new) {
5620                 ret = -ENOMEM;
5621                 goto unlock;
5622         }
5623         new->size = size;
5624
5625         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5626         if (thresholds->primary) {
5627                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5628                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5629         }
5630
5631         /* Add new threshold */
5632         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5633         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5634
5635         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5636         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5637                         compare_thresholds, NULL);
5638
5639         /* Find current threshold */
5640         new->current_threshold = -1;
5641         for (i = 0; i < size; i++) {
5642                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5643                         /*
5644                          * new->current_threshold will not be used until
5645                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5646                          * it here.
5647                          */
5648                         ++new->current_threshold;
5649                 } else
5650                         break;
5651         }
5652
5653         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5654         kfree(thresholds->spare);
5655         thresholds->spare = thresholds->primary;
5656
5657         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5658
5659         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5660         synchronize_rcu();
5661
5662 unlock:
5663         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5664
5665         return ret;
5666 }
5667
5668 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5669         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5670 {
5671         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5672         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5673         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5674         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5675         u64 usage;
5676         int i, j, size;
5677
5678         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5679         if (type == _MEM)
5680                 thresholds = &memcg->thresholds;
5681         else if (type == _MEMSWAP)
5682                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5683         else
5684                 BUG();
5685
5686         if (!thresholds->primary)
5687                 goto unlock;
5688
5689         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5690
5691         /* Check if a threshold crossed before removing */
5692         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5693
5694         /* Calculate new number of threshold */
5695         size = 0;
5696         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5697                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5698                         size++;
5699         }
5700
5701         new = thresholds->spare;
5702
5703         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5704         if (!size) {
5705                 kfree(new);
5706                 new = NULL;
5707                 goto swap_buffers;
5708         }
5709
5710         new->size = size;
5711
5712         /* Copy thresholds and find current threshold */
5713         new->current_threshold = -1;
5714         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5715                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5716                         continue;
5717
5718                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5719                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5720                         /*
5721                          * new->current_threshold will not be used
5722                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5723                          * it here.
5724                          */
5725                         ++new->current_threshold;
5726                 }
5727                 j++;
5728         }
5729
5730 swap_buffers:
5731         /* Swap primary and spare array */
5732         thresholds->spare = thresholds->primary;
5733         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5734         if (!new) {
5735                 kfree(thresholds->spare);
5736                 thresholds->spare = NULL;
5737         }
5738
5739         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5740
5741         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5742         synchronize_rcu();
5743 unlock:
5744         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5745 }
5746
5747 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5748         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5749 {
5750         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5751         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5752         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5753
5754         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5755         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5756         if (!event)
5757                 return -ENOMEM;
5758
5759         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5760
5761         event->eventfd = eventfd;
5762         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5763
5764         /* already in OOM ? */
5765         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5766                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5767         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5768
5769         return 0;
5770 }
5771
5772 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5773         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5774 {
5775         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5776         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5777         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5778
5779         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5780
5781         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5782
5783         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5784                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5785                         list_del(&ev->list);
5786                         kfree(ev);
5787                 }
5788         }
5789
5790         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5791 }
5792
5793 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5794         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5795 {
5796         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5797
5798         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5799
5800         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5801                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5802         else
5803                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5804         return 0;
5805 }
5806
5807 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5808         struct cftype *cft, u64 val)
5809 {
5810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5811         struct mem_cgroup *parent;
5812
5813         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5814         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5815                 return -EINVAL;
5816
5817         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5818
5819         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5820         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5821         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5822                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5823                 return -EINVAL;
5824         }
5825         memcg->oom_kill_disable = val;
5826         if (!val)
5827                 memcg_oom_recover(memcg);
5828         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5829         return 0;
5830 }
5831
5832 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5833 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5834 {
5835         int ret;
5836
5837         memcg->kmemcg_id = -1;
5838         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5839         if (ret)
5840                 return ret;
5841
5842         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5843 }
5844
5845 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5846 {
5847         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5848
5849         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5850
5851         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5852                 return;
5853
5854         /*
5855          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5856          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5857          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5858          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5859          */
5860         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5861                 mem_cgroup_put(memcg);
5862 }
5863 #else
5864 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5865 {
5866         return 0;
5867 }
5868
5869 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5870 {
5871 }
5872 #endif
5873
5874 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5875         {
5876                 .name = "usage_in_bytes",
5877                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5878                 .read = mem_cgroup_read,
5879                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5880                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5881         },
5882         {
5883                 .name = "max_usage_in_bytes",
5884                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5885                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5886                 .read = mem_cgroup_read,
5887         },
5888         {
5889                 .name = "limit_in_bytes",
5890                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5891                 .write_string = mem_cgroup_write,
5892                 .read = mem_cgroup_read,
5893         },
5894         {
5895                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5896                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5897                 .write_string = mem_cgroup_write,
5898                 .read = mem_cgroup_read,
5899         },
5900         {
5901                 .name = "failcnt",
5902                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5903                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5904                 .read = mem_cgroup_read,
5905         },
5906         {
5907                 .name = "stat",
5908                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5909         },
5910         {
5911                 .name = "force_empty",
5912                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5913         },
5914         {
5915                 .name = "use_hierarchy",
5916                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5917                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5918                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5919         },
5920         {
5921                 .name = "swappiness",
5922                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5923                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5924         },
5925         {
5926                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5927                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5928                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5929         },
5930         {
5931                 .name = "oom_control",
5932                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5933                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5934                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5935                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5937         },
5938         {
5939                 .name = "pressure_level",
5940                 .register_event = vmpressure_register_event,
5941                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5942         },
5943 #ifdef CONFIG_NUMA
5944         {
5945                 .name = "numa_stat",
5946                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5947         },
5948 #endif
5949 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5950         {
5951                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5952                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5953                 .write_string = mem_cgroup_write,
5954                 .read = mem_cgroup_read,
5955         },
5956         {
5957                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5958                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5959                 .read = mem_cgroup_read,
5960         },
5961         {
5962                 .name = "kmem.failcnt",
5963                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5964                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5965                 .read = mem_cgroup_read,
5966         },
5967         {
5968                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5969                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5970                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5971                 .read = mem_cgroup_read,
5972         },
5973 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5974         {
5975                 .name = "kmem.slabinfo",
5976                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5977         },
5978 #endif
5979 #endif
5980         { },    /* terminate */
5981 };
5982
5983 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5984 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5985         {
5986                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5988                 .read = mem_cgroup_read,
5989                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5990                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5991         },
5992         {
5993                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5994                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5995                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5996                 .read = mem_cgroup_read,
5997         },
5998         {
5999                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6000                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6001                 .write_string = mem_cgroup_write,
6002                 .read = mem_cgroup_read,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "memsw.failcnt",
6006                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6007                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6008                 .read = mem_cgroup_read,
6009         },
6010         { },    /* terminate */
6011 };
6012 #endif
6013 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6014 {
6015         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6016         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6017         int zone, tmp = node;
6018         /*
6019          * This routine is called against possible nodes.
6020          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6021          *
6022          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6023          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6024          *       function.
6025          */
6026         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6027                 tmp = -1;
6028         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6029         if (!pn)
6030                 return 1;
6031
6032         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6033                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6034                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6035                 mz->usage_in_excess = 0;
6036                 mz->on_tree = false;
6037                 mz->memcg = memcg;
6038         }
6039         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6040         return 0;
6041 }
6042
6043 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6044 {
6045         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6046 }
6047
6048 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6049 {
6050         struct mem_cgroup *memcg;
6051         size_t size = memcg_size();
6052
6053         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6054         if (size < PAGE_SIZE)
6055                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6056         else
6057                 memcg = vzalloc(size);
6058
6059         if (!memcg)
6060                 return NULL;
6061
6062         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6063         if (!memcg->stat)
6064                 goto out_free;
6065         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6066         return memcg;
6067
6068 out_free:
6069         if (size < PAGE_SIZE)
6070                 kfree(memcg);
6071         else
6072                 vfree(memcg);
6073         return NULL;
6074 }
6075
6076 /*
6077  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6078  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6079  *
6080  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6081  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6082  * it goes down to 0.
6083  *
6084  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6085  */
6086
6087 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6088 {
6089         int node;
6090         size_t size = memcg_size();
6091
6092         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6093         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6094
6095         for_each_node(node)
6096                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6097
6098         free_percpu(memcg->stat);
6099
6100         /*
6101          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6102          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6103          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6104          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6105          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6106          *
6107          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6108          * to move this code around, and make sure it is outside
6109          * the cgroup_lock.
6110          */
6111         disarm_static_keys(memcg);
6112         if (size < PAGE_SIZE)
6113                 kfree(memcg);
6114         else
6115                 vfree(memcg);
6116 }
6117
6118
6119 /*
6120  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6121  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6122  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6123  */
6124 static void free_work(struct work_struct *work)
6125 {
6126         struct mem_cgroup *memcg;
6127
6128         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6129         __mem_cgroup_free(memcg);
6130 }
6131
6132 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6133 {
6134         struct mem_cgroup *memcg;
6135
6136         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6137         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6138         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6139 }
6140
6141 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6142 {
6143         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6144 }
6145
6146 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6147 {
6148         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6149                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6150                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6151                 if (parent)
6152                         mem_cgroup_put(parent);
6153         }
6154 }
6155
6156 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6157 {
6158         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6159 }
6160
6161 /*
6162  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6163  */
6164 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6165 {
6166         if (!memcg->res.parent)
6167                 return NULL;
6168         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6169 }
6170 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6171
6172 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6173 {
6174         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6175         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6176         int tmp, node, zone;
6177
6178         for_each_node(node) {
6179                 tmp = node;
6180                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6181                         tmp = -1;
6182                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6183                 BUG_ON(!rtpn);
6184
6185                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6186
6187                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6188                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6189                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6190                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6191                 }
6192         }
6193 }
6194
6195 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6196 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6197 {
6198         struct mem_cgroup *memcg;
6199         long error = -ENOMEM;
6200         int node;
6201
6202         memcg = mem_cgroup_alloc();
6203         if (!memcg)
6204                 return ERR_PTR(error);
6205
6206         for_each_node(node)
6207                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6208                         goto free_out;
6209
6210         /* root ? */
6211         if (cont->parent == NULL) {
6212                 root_mem_cgroup = memcg;
6213                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6214                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6215                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6216         }
6217
6218         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6219         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6220         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6221         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6222         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6223         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6224         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6225
6226         return &memcg->css;
6227
6228 free_out:
6229         __mem_cgroup_free(memcg);
6230         return ERR_PTR(error);
6231 }
6232
6233 static int
6234 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6235 {
6236         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6237         int error = 0;
6238
6239         if (!cont->parent)
6240                 return 0;
6241
6242         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6243         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6244         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6245
6246         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6247         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6248         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6249
6250         if (parent->use_hierarchy) {
6251                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6252                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6253                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6254
6255                 /*
6256                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6257                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6258                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6259                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6260                  */
6261                 mem_cgroup_get(parent);
6262         } else {
6263                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6264                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6265                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6266                 /*
6267                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6268                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6269                  * unfortunate state in our controller.
6270                  */
6271                 if (parent != root_mem_cgroup)
6272                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6273         }
6274
6275         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6276         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6277         if (error) {
6278                 /*
6279                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6280                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6281                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6282                  */
6283                 mem_cgroup_put(memcg);
6284                 if (parent->use_hierarchy)
6285                         mem_cgroup_put(parent);
6286         }
6287         return error;
6288 }
6289
6290 /*
6291  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6292  */
6293 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6294 {
6295         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6296
6297         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6298                 atomic_inc(&parent->dead_count);
6299
6300         /*
6301          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6302          * explicitely.
6303          */
6304         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6305                 atomic_inc(&root_mem_cgroup->dead_count);
6306 }
6307
6308 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6309 {
6310         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6311
6312         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6313         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6314         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6315 }
6316
6317 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6318 {
6319         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6320
6321         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6322
6323         mem_cgroup_put(memcg);
6324 }
6325
6326 #ifdef CONFIG_MMU
6327 /* Handlers for move charge at task migration. */
6328 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6329 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6330 {
6331         int ret = 0;
6332         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6333         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6334
6335         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6336                 mc.precharge += count;
6337                 /* we don't need css_get for root */
6338                 return ret;
6339         }
6340         /* try to charge at once */
6341         if (count > 1) {
6342                 struct res_counter *dummy;
6343                 /*
6344                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6345                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6346                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6347                  * css_get().
6348                  */
6349                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6350                         goto one_by_one;
6351                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6352                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6353                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6354                         goto one_by_one;
6355                 }
6356                 mc.precharge += count;
6357                 return ret;
6358         }
6359 one_by_one:
6360         /* fall back to one by one charge */
6361         while (count--) {
6362                 if (signal_pending(current)) {
6363                         ret = -EINTR;
6364                         break;
6365                 }
6366                 if (!batch_count--) {
6367                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6368                         cond_resched();
6369                 }
6370                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6371                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6372                 if (ret)
6373                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6374                         return ret;
6375                 mc.precharge++;
6376         }
6377         return ret;
6378 }
6379
6380 /**
6381  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6382  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6383  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6384  * @ptent: the pte to be checked
6385  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6386  *
6387  * Returns
6388  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6389  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6390  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6391  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6392  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6393  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6394  *     in target->ent.
6395  *
6396  * Called with pte lock held.
6397  */
6398 union mc_target {
6399         struct page     *page;
6400         swp_entry_t     ent;
6401 };
6402
6403 enum mc_target_type {
6404         MC_TARGET_NONE = 0,
6405         MC_TARGET_PAGE,
6406         MC_TARGET_SWAP,
6407 };
6408
6409 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6410                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6411 {
6412         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6413
6414         if (!page || !page_mapped(page))
6415                 return NULL;
6416         if (PageAnon(page)) {
6417                 /* we don't move shared anon */
6418                 if (!move_anon())
6419                         return NULL;
6420         } else if (!move_file())
6421                 /* we ignore mapcount for file pages */
6422                 return NULL;
6423         if (!get_page_unless_zero(page))
6424                 return NULL;
6425
6426         return page;
6427 }
6428
6429 #ifdef CONFIG_SWAP
6430 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6431                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6432 {
6433         struct page *page = NULL;
6434         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6435
6436         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6437                 return NULL;
6438         /*
6439          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6440          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6441          */
6442         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6443         if (do_swap_account)
6444                 entry->val = ent.val;
6445
6446         return page;
6447 }
6448 #else
6449 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6450                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6451 {
6452         return NULL;
6453 }
6454 #endif
6455
6456 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6457                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6458 {
6459         struct page *page = NULL;
6460         struct address_space *mapping;
6461         pgoff_t pgoff;
6462
6463         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6464                 return NULL;
6465         if (!move_file())
6466                 return NULL;
6467
6468         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6469         if (pte_none(ptent))
6470                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6471         else /* pte_file(ptent) is true */
6472                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6473
6474         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6475         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6476
6477 #ifdef CONFIG_SWAP
6478         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6479         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6480                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6481                 if (do_swap_account)
6482                         *entry = swap;
6483                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6484         }
6485 #endif
6486         return page;
6487 }
6488
6489 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6490                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6491 {
6492         struct page *page = NULL;
6493         struct page_cgroup *pc;
6494         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6495         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6496
6497         if (pte_present(ptent))
6498                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6499         else if (is_swap_pte(ptent))
6500                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6501         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6502                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6503
6504         if (!page && !ent.val)
6505                 return ret;
6506         if (page) {
6507                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6508                 /*
6509                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6510                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6511                  * the lock.
6512                  */
6513                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6514                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6515                         if (target)
6516                                 target->page = page;
6517                 }
6518                 if (!ret || !target)
6519                         put_page(page);
6520         }
6521         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6522         if (ent.val && !ret &&
6523                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6524                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6525                 if (target)
6526                         target->ent = ent;
6527         }
6528         return ret;
6529 }
6530
6531 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6532 /*
6533  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6534  * support them for now.
6535  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6536  */
6537 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6538                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6539 {
6540         struct page *page = NULL;
6541         struct page_cgroup *pc;
6542         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6543
6544         page = pmd_page(pmd);
6545         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6546         if (!move_anon())
6547                 return ret;
6548         pc = lookup_page_cgroup(page);
6549         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6550                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6551                 if (target) {
6552                         get_page(page);
6553                         target->page = page;
6554                 }
6555         }
6556         return ret;
6557 }
6558 #else
6559 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6560                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6561 {
6562         return MC_TARGET_NONE;
6563 }
6564 #endif
6565
6566 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6567                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6568                                         struct mm_walk *walk)
6569 {
6570         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6571         pte_t *pte;
6572         spinlock_t *ptl;
6573
6574         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6575                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6576                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6577                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6578                 return 0;
6579         }
6580
6581         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6582                 return 0;
6583         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6584         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6585                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6586                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6587         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6588         cond_resched();
6589
6590         return 0;
6591 }
6592
6593 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6594 {
6595         unsigned long precharge;
6596         struct vm_area_struct *vma;
6597
6598         down_read(&mm->mmap_sem);
6599         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6600                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6601                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6602                         .mm = mm,
6603                         .private = vma,
6604                 };
6605                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6606                         continue;
6607                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6608                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6609         }
6610         up_read(&mm->mmap_sem);
6611
6612         precharge = mc.precharge;
6613         mc.precharge = 0;
6614
6615         return precharge;
6616 }
6617
6618 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6619 {
6620         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6621
6622         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6623         mc.moving_task = current;
6624         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6625 }
6626
6627 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6628 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6629 {
6630         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6631         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6632
6633         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6634         if (mc.precharge) {
6635                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6636                 mc.precharge = 0;
6637         }
6638         /*
6639          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6640          * we must uncharge here.
6641          */
6642         if (mc.moved_charge) {
6643                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6644                 mc.moved_charge = 0;
6645         }
6646         /* we must fixup refcnts and charges */
6647         if (mc.moved_swap) {
6648                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6649                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6650                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6651                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6652                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6653
6654                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6655                         /*
6656                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6657                          * uncharge to->res.
6658                          */
6659                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6660                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6661                 }
6662                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6663                 mc.moved_swap = 0;
6664         }
6665         memcg_oom_recover(from);
6666         memcg_oom_recover(to);
6667         wake_up_all(&mc.waitq);
6668 }
6669
6670 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6671 {
6672         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6673
6674         /*
6675          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6676          * task migration.
6677          */
6678         mc.moving_task = NULL;
6679         __mem_cgroup_clear_mc();
6680         spin_lock(&mc.lock);
6681         mc.from = NULL;
6682         mc.to = NULL;
6683         spin_unlock(&mc.lock);
6684         mem_cgroup_end_move(from);
6685 }
6686
6687 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6688                                  struct cgroup_taskset *tset)
6689 {
6690         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6691         int ret = 0;
6692         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6693         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6694
6695         /*
6696          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6697          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6698          * So we need to save it, and keep it going.
6699          */
6700         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6701         if (move_charge_at_immigrate) {
6702                 struct mm_struct *mm;
6703                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6704
6705                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6706
6707                 mm = get_task_mm(p);
6708                 if (!mm)
6709                         return 0;
6710                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6711                 if (mm->owner == p) {
6712                         VM_BUG_ON(mc.from);
6713                         VM_BUG_ON(mc.to);
6714                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6715                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6716                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6717                         mem_cgroup_start_move(from);
6718                         spin_lock(&mc.lock);
6719                         mc.from = from;
6720                         mc.to = memcg;
6721                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6722                         spin_unlock(&mc.lock);
6723                         /* We set mc.moving_task later */
6724
6725                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6726                         if (ret)
6727                                 mem_cgroup_clear_mc();
6728                 }
6729                 mmput(mm);
6730         }
6731         return ret;
6732 }
6733
6734 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6735                                      struct cgroup_taskset *tset)
6736 {
6737         mem_cgroup_clear_mc();
6738 }
6739
6740 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6741                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6742                                 struct mm_walk *walk)
6743 {
6744         int ret = 0;
6745         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6746         pte_t *pte;
6747         spinlock_t *ptl;
6748         enum mc_target_type target_type;
6749         union mc_target target;
6750         struct page *page;
6751         struct page_cgroup *pc;
6752
6753         /*
6754          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6755          * happens because:
6756          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6757          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6758          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6759          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6760          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6761          *    part of thp split is not executed yet.
6762          */
6763         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6764                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6765                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6766                         return 0;
6767                 }
6768                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6769                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6770                         page = target.page;
6771                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6772                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6773                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6774                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6775                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6776                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6777                                 }
6778                                 putback_lru_page(page);
6779                         }
6780                         put_page(page);
6781                 }
6782                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6783                 return 0;
6784         }
6785
6786         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6787                 return 0;
6788 retry:
6789         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6790         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6791                 pte_t ptent = *(pte++);
6792                 swp_entry_t ent;
6793
6794                 if (!mc.precharge)
6795                         break;
6796
6797                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6798                 case MC_TARGET_PAGE:
6799                         page = target.page;
6800                         if (isolate_lru_page(page))
6801                                 goto put;
6802                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6803                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6804                                                      mc.from, mc.to)) {
6805                                 mc.precharge--;
6806                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6807                                 mc.moved_charge++;
6808                         }
6809                         putback_lru_page(page);
6810 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6811                         put_page(page);
6812                         break;
6813                 case MC_TARGET_SWAP:
6814                         ent = target.ent;
6815                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6816                                 mc.precharge--;
6817                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6818                                 mc.moved_swap++;
6819                         }
6820                         break;
6821                 default:
6822                         break;
6823                 }
6824         }
6825         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6826         cond_resched();
6827
6828         if (addr != end) {
6829                 /*
6830                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6831                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6832                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6833                  * phase.
6834                  */
6835                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6836                 if (!ret)
6837                         goto retry;
6838         }
6839
6840         return ret;
6841 }
6842
6843 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6844 {
6845         struct vm_area_struct *vma;
6846
6847         lru_add_drain_all();
6848 retry:
6849         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6850                 /*
6851                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6852                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6853                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6854                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6855                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6856                  */
6857                 __mem_cgroup_clear_mc();
6858                 cond_resched();
6859                 goto retry;
6860         }
6861         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6862                 int ret;
6863                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6864                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6865                         .mm = mm,
6866                         .private = vma,
6867                 };
6868                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6869                         continue;
6870                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6871                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6872                 if (ret)
6873                         /*
6874                          * means we have consumed all precharges and failed in
6875                          * doing additional charge. Just abandon here.
6876                          */
6877                         break;
6878         }
6879         up_read(&mm->mmap_sem);
6880 }
6881
6882 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6883                                  struct cgroup_taskset *tset)
6884 {
6885         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6886         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6887
6888         if (mm) {
6889                 if (mc.to)
6890                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6891                 mmput(mm);
6892         }
6893         if (mc.to)
6894                 mem_cgroup_clear_mc();
6895 }
6896 #else   /* !CONFIG_MMU */
6897 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6898                                  struct cgroup_taskset *tset)
6899 {
6900         return 0;
6901 }
6902 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6903                                      struct cgroup_taskset *tset)
6904 {
6905 }
6906 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6907                                  struct cgroup_taskset *tset)
6908 {
6909 }
6910 #endif
6911
6912 /*
6913  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6914  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6915  */
6916 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
6917 {
6918         /*
6919          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6920          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6921          * on for the root memcg is enough.
6922          */
6923         if (cgroup_sane_behavior(root))
6924                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
6925 }
6926
6927 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6928         .name = "memory",
6929         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6930         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6931         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6932         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6933         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6934         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6935         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6936         .attach = mem_cgroup_move_task,
6937         .bind = mem_cgroup_bind,
6938         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6939         .early_init = 0,
6940         .use_id = 1,
6941 };
6942
6943 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6944 static int __init enable_swap_account(char *s)
6945 {
6946         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6947         if (!strcmp(s, "1"))
6948                 really_do_swap_account = 1;
6949         else if (!strcmp(s, "0"))
6950                 really_do_swap_account = 0;
6951         return 1;
6952 }
6953 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6954
6955 static void __init memsw_file_init(void)
6956 {
6957         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6958 }
6959
6960 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6961 {
6962         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6963                 do_swap_account = 1;
6964                 memsw_file_init();
6965         }
6966 }
6967
6968 #else
6969 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6970 {
6971 }
6972 #endif
6973
6974 /*
6975  * subsys_initcall() for memory controller.
6976  *
6977  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6978  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6979  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6980  * be initialized from here.
6981  */
6982 static int __init mem_cgroup_init(void)
6983 {
6984         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6985         enable_swap_cgroup();
6986         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6987         memcg_stock_init();
6988         return 0;
6989 }
6990 subsys_initcall(mem_cgroup_init);