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