]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm: memcg: handle non-error OOM situations more gracefully
[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 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2165 {
2166         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2167                 return;
2168         /*
2169          * We are in the middle of the charge context here, so we
2170          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2171          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2172          *
2173          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2174          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2175          * invocation might not even be necessary.
2176          *
2177          * That's why we don't do anything here except remember the
2178          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2179          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2180          * and when we know whether the fault was overall successful.
2181          */
2182         css_get(&memcg->css);
2183         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2184         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2185         current->memcg_oom.order = order;
2186 }
2187
2188 /**
2189  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2190  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2191  *
2192  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2193  * handler was enabled.
2194  *
2195  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2196  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2197  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2198  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2199  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2200  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2201  *
2202  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2203  * completed, %false otherwise.
2204  */
2205 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2206 {
2207         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2208         struct oom_wait_info owait;
2209         bool locked;
2210
2211         /* OOM is global, do not handle */
2212         if (!memcg)
2213                 return false;
2214
2215         if (!handle)
2216                 goto cleanup;
2217
2218         owait.memcg = memcg;
2219         owait.wait.flags = 0;
2220         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2221         owait.wait.private = current;
2222         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2223
2224         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2225         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2226
2227         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2228
2229         if (locked)
2230                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2231
2232         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2233                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2234                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2235                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2236                                          current->memcg_oom.order);
2237         } else {
2238                 schedule();
2239                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2240                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2241         }
2242
2243         if (locked) {
2244                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2245                 /*
2246                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2247                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2248                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2249                  */
2250                 memcg_oom_recover(memcg);
2251         }
2252 cleanup:
2253         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2254         css_put(&memcg->css);
2255         return true;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2260  * generalized to update other statistics as well.
2261  *
2262  * Notes: Race condition
2263  *
2264  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2265  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2266  * to do so _always_.
2267  *
2268  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2269  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2270  * are no race with "charge".
2271  *
2272  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2273  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2274  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2275  * by flags.
2276  *
2277  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2278  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2279  * If there is, we take a lock.
2280  */
2281
2282 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2283                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2284 {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct page_cgroup *pc;
2287
2288         pc = lookup_page_cgroup(page);
2289 again:
2290         memcg = pc->mem_cgroup;
2291         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2292                 return;
2293         /*
2294          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2295          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2296          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2297          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2298          */
2299         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2300                 return;
2301
2302         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2303         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2304                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2305                 goto again;
2306         }
2307         *locked = true;
2308 }
2309
2310 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2311 {
2312         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2313
2314         /*
2315          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2316          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2317          * should take move_lock_mem_cgroup().
2318          */
2319         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2320 }
2321
2322 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2323                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2324 {
2325         struct mem_cgroup *memcg;
2326         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2327         unsigned long uninitialized_var(flags);
2328
2329         if (mem_cgroup_disabled())
2330                 return;
2331
2332         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2333         memcg = pc->mem_cgroup;
2334         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2335                 return;
2336
2337         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2338 }
2339
2340 /*
2341  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2342  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2343  */
2344 #define CHARGE_BATCH    32U
2345 struct memcg_stock_pcp {
2346         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2347         unsigned int nr_pages;
2348         struct work_struct work;
2349         unsigned long flags;
2350 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2351 };
2352 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2353 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2354
2355 /**
2356  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2357  * @memcg: memcg to consume from.
2358  * @nr_pages: how many pages to charge.
2359  *
2360  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2361  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2362  * service an allocation will refill the stock.
2363  *
2364  * returns true if successful, false otherwise.
2365  */
2366 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2367 {
2368         struct memcg_stock_pcp *stock;
2369         bool ret = true;
2370
2371         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2372                 return false;
2373
2374         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2375         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2376                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2377         else /* need to call res_counter_charge */
2378                 ret = false;
2379         put_cpu_var(memcg_stock);
2380         return ret;
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2385  */
2386 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2387 {
2388         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2389
2390         if (stock->nr_pages) {
2391                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2392
2393                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2394                 if (do_swap_account)
2395                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2396                 stock->nr_pages = 0;
2397         }
2398         stock->cached = NULL;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2403  * a thread which is pinned to local cpu.
2404  */
2405 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2406 {
2407         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2408         drain_stock(stock);
2409         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2410 }
2411
2412 static void __init memcg_stock_init(void)
2413 {
2414         int cpu;
2415
2416         for_each_possible_cpu(cpu) {
2417                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2418                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2419                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2420         }
2421 }
2422
2423 /*
2424  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2425  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2426  */
2427 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2428 {
2429         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2430
2431         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2432                 drain_stock(stock);
2433                 stock->cached = memcg;
2434         }
2435         stock->nr_pages += nr_pages;
2436         put_cpu_var(memcg_stock);
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2441  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2442  * until the work is done.
2443  */
2444 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2445 {
2446         int cpu, curcpu;
2447
2448         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2449         get_online_cpus();
2450         curcpu = get_cpu();
2451         for_each_online_cpu(cpu) {
2452                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2453                 struct mem_cgroup *memcg;
2454
2455                 memcg = stock->cached;
2456                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2457                         continue;
2458                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2459                         continue;
2460                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2461                         if (cpu == curcpu)
2462                                 drain_local_stock(&stock->work);
2463                         else
2464                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2465                 }
2466         }
2467         put_cpu();
2468
2469         if (!sync)
2470                 goto out;
2471
2472         for_each_online_cpu(cpu) {
2473                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2474                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2475                         flush_work(&stock->work);
2476         }
2477 out:
2478         put_online_cpus();
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2483  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2484  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2485  * it.
2486  */
2487 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2488 {
2489         /*
2490          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2491          */
2492         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2493                 return;
2494         drain_all_stock(root_memcg, false);
2495         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2496 }
2497
2498 /* This is a synchronous drain interface. */
2499 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2500 {
2501         /* called when force_empty is called */
2502         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2503         drain_all_stock(root_memcg, true);
2504         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2505 }
2506
2507 /*
2508  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2509  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2510  */
2511 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2512 {
2513         int i;
2514
2515         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2516         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2517                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2518
2519                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2520                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2521         }
2522         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2523                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2524
2525                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2526                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2527         }
2528         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2529 }
2530
2531 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2532                                         unsigned long action,
2533                                         void *hcpu)
2534 {
2535         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2536         struct memcg_stock_pcp *stock;
2537         struct mem_cgroup *iter;
2538
2539         if (action == CPU_ONLINE)
2540                 return NOTIFY_OK;
2541
2542         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2543                 return NOTIFY_OK;
2544
2545         for_each_mem_cgroup(iter)
2546                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2547
2548         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2549         drain_stock(stock);
2550         return NOTIFY_OK;
2551 }
2552
2553
2554 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2555 enum {
2556         CHARGE_OK,              /* success */
2557         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2558         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2559         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2560 };
2561
2562 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2563                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2564                                 bool invoke_oom)
2565 {
2566         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2567         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2568         struct res_counter *fail_res;
2569         unsigned long flags = 0;
2570         int ret;
2571
2572         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2573
2574         if (likely(!ret)) {
2575                 if (!do_swap_account)
2576                         return CHARGE_OK;
2577                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2578                 if (likely(!ret))
2579                         return CHARGE_OK;
2580
2581                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2582                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2583                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2584         } else
2585                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2586         /*
2587          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2588          * single page instead.
2589          */
2590         if (nr_pages > min_pages)
2591                 return CHARGE_RETRY;
2592
2593         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2594                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2595
2596         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2597                 return CHARGE_NOMEM;
2598
2599         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2600         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2601                 return CHARGE_RETRY;
2602         /*
2603          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2604          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2605          * before killing the task.
2606          *
2607          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2608          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2609          * to regular pages anyway in case of failure.
2610          */
2611         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2612                 return CHARGE_RETRY;
2613
2614         /*
2615          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2616          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2617          */
2618         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2619                 return CHARGE_RETRY;
2620
2621         if (invoke_oom)
2622                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2623
2624         return CHARGE_NOMEM;
2625 }
2626
2627 /*
2628  * __mem_cgroup_try_charge() does
2629  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2630  * 2. update res_counter
2631  * 3. call memory reclaim if necessary.
2632  *
2633  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2634  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2635  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2636  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2637  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2638  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2639  *
2640  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2641  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2642  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2643  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2644  *
2645  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2646  * the oom-killer can be invoked.
2647  */
2648 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2649                                    gfp_t gfp_mask,
2650                                    unsigned int nr_pages,
2651                                    struct mem_cgroup **ptr,
2652                                    bool oom)
2653 {
2654         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2655         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2656         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2657         int ret;
2658
2659         /*
2660          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2661          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2662          * MEMDIE process.
2663          */
2664         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2665                      || fatal_signal_pending(current)))
2666                 goto bypass;
2667
2668         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2669                 goto bypass;
2670
2671         /*
2672          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2673          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2674          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2675          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2676          */
2677         if (!*ptr && !mm)
2678                 *ptr = root_mem_cgroup;
2679 again:
2680         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2681                 memcg = *ptr;
2682                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2683                         goto done;
2684                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2685                         goto done;
2686                 css_get(&memcg->css);
2687         } else {
2688                 struct task_struct *p;
2689
2690                 rcu_read_lock();
2691                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2692                 /*
2693                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2694                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2695                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2696                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2697                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2698                  * small race, here.
2699                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2700                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2701                  */
2702                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2703                 if (!memcg)
2704                         memcg = root_mem_cgroup;
2705                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2706                         rcu_read_unlock();
2707                         goto done;
2708                 }
2709                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2710                         /*
2711                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2712                          * But considering how consume_stok works, it's not
2713                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2714                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2715                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2716                          * calling consume_stock().
2717                          */
2718                         rcu_read_unlock();
2719                         goto done;
2720                 }
2721                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2722                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2723                         rcu_read_unlock();
2724                         goto again;
2725                 }
2726                 rcu_read_unlock();
2727         }
2728
2729         do {
2730                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2731
2732                 /* If killed, bypass charge */
2733                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2734                         css_put(&memcg->css);
2735                         goto bypass;
2736                 }
2737
2738                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2739                                            nr_pages, invoke_oom);
2740                 switch (ret) {
2741                 case CHARGE_OK:
2742                         break;
2743                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2744                         batch = nr_pages;
2745                         css_put(&memcg->css);
2746                         memcg = NULL;
2747                         goto again;
2748                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2749                         css_put(&memcg->css);
2750                         goto nomem;
2751                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2752                         if (!oom || invoke_oom) {
2753                                 css_put(&memcg->css);
2754                                 goto nomem;
2755                         }
2756                         nr_oom_retries--;
2757                         break;
2758                 }
2759         } while (ret != CHARGE_OK);
2760
2761         if (batch > nr_pages)
2762                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2763         css_put(&memcg->css);
2764 done:
2765         *ptr = memcg;
2766         return 0;
2767 nomem:
2768         *ptr = NULL;
2769         return -ENOMEM;
2770 bypass:
2771         *ptr = root_mem_cgroup;
2772         return -EINTR;
2773 }
2774
2775 /*
2776  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2777  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2778  * gotten by try_charge().
2779  */
2780 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2781                                        unsigned int nr_pages)
2782 {
2783         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2784                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2785
2786                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2787                 if (do_swap_account)
2788                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2789         }
2790 }
2791
2792 /*
2793  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2794  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2795  */
2796 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2797                                         unsigned int nr_pages)
2798 {
2799         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2800
2801         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2802                 return;
2803
2804         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2805         if (do_swap_account)
2806                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2807                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2812  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2813  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2814  * called against removed memcg.)
2815  */
2816 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2817 {
2818         struct cgroup_subsys_state *css;
2819
2820         /* ID 0 is unused ID */
2821         if (!id)
2822                 return NULL;
2823         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2824         if (!css)
2825                 return NULL;
2826         return mem_cgroup_from_css(css);
2827 }
2828
2829 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2830 {
2831         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2832         struct page_cgroup *pc;
2833         unsigned short id;
2834         swp_entry_t ent;
2835
2836         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2837
2838         pc = lookup_page_cgroup(page);
2839         lock_page_cgroup(pc);
2840         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2841                 memcg = pc->mem_cgroup;
2842                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2843                         memcg = NULL;
2844         } else if (PageSwapCache(page)) {
2845                 ent.val = page_private(page);
2846                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2847                 rcu_read_lock();
2848                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2849                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2850                         memcg = NULL;
2851                 rcu_read_unlock();
2852         }
2853         unlock_page_cgroup(pc);
2854         return memcg;
2855 }
2856
2857 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2858                                        struct page *page,
2859                                        unsigned int nr_pages,
2860                                        enum charge_type ctype,
2861                                        bool lrucare)
2862 {
2863         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2864         struct zone *uninitialized_var(zone);
2865         struct lruvec *lruvec;
2866         bool was_on_lru = false;
2867         bool anon;
2868
2869         lock_page_cgroup(pc);
2870         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2871         /*
2872          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2873          * accessed by any other context at this point.
2874          */
2875
2876         /*
2877          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2878          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2879          */
2880         if (lrucare) {
2881                 zone = page_zone(page);
2882                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2883                 if (PageLRU(page)) {
2884                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2885                         ClearPageLRU(page);
2886                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2887                         was_on_lru = true;
2888                 }
2889         }
2890
2891         pc->mem_cgroup = memcg;
2892         /*
2893          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2894          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2895          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2896          * before USED bit, we need memory barrier here.
2897          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2898          */
2899         smp_wmb();
2900         SetPageCgroupUsed(pc);
2901
2902         if (lrucare) {
2903                 if (was_on_lru) {
2904                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2905                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2906                         SetPageLRU(page);
2907                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2908                 }
2909                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2910         }
2911
2912         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2913                 anon = true;
2914         else
2915                 anon = false;
2916
2917         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2918         unlock_page_cgroup(pc);
2919
2920         /*
2921          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2922          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2923          * if they exceeds softlimit.
2924          */
2925         memcg_check_events(memcg, page);
2926 }
2927
2928 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2929
2930 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2931 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2932 {
2933         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2934                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2935 }
2936
2937 /*
2938  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2939  * in the memcg_cache_params struct.
2940  */
2941 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2942 {
2943         struct kmem_cache *cachep;
2944
2945         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2946         cachep = p->root_cache;
2947         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2948 }
2949
2950 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2951 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2952                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2953 {
2954         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2955         struct memcg_cache_params *params;
2956
2957         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2958                 return -EIO;
2959
2960         print_slabinfo_header(m);
2961
2962         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2963         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2964                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2965         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2966
2967         return 0;
2968 }
2969 #endif
2970
2971 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2972 {
2973         struct res_counter *fail_res;
2974         struct mem_cgroup *_memcg;
2975         int ret = 0;
2976         bool may_oom;
2977
2978         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2979         if (ret)
2980                 return ret;
2981
2982         /*
2983          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2984          * the same conditions tested by the core page allocator
2985          */
2986         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2987
2988         _memcg = memcg;
2989         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2990                                       &_memcg, may_oom);
2991
2992         if (ret == -EINTR)  {
2993                 /*
2994                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2995                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2996                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2997                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2998                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2999                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3000                  * our minds.
3001                  *
3002                  * This condition will only trigger if the task entered
3003                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3004                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3005                  * dying when the allocation triggers should have been already
3006                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3007                  */
3008                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3009                 if (do_swap_account)
3010                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3011                                                   &fail_res);
3012                 ret = 0;
3013         } else if (ret)
3014                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3015
3016         return ret;
3017 }
3018
3019 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3020 {
3021         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3022         if (do_swap_account)
3023                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3024
3025         /* Not down to 0 */
3026         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3027                 return;
3028
3029         /*
3030          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3031          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3032          * outliving the memcg existence.
3033          *
3034          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3035          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3036          */
3037         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3038                 css_put(&memcg->css);
3039 }
3040
3041 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3042 {
3043         if (!memcg)
3044                 return;
3045
3046         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3047         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3048         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3049 }
3050
3051 /*
3052  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3053  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3054  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3055  */
3056 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3057 {
3058         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3059 }
3060
3061 /*
3062  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3063  * operation, because that is its main call site.
3064  *
3065  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3066  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3067  */
3068 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3069 {
3070         int num, ret;
3071
3072         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3073                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3074         if (num < 0)
3075                 return num;
3076         /*
3077          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3078          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3079          * guarantees only one process will set the following boolean
3080          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3081          * by the set_limit_mutex anyway.
3082          */
3083         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3084
3085         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3086         if (ret) {
3087                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3088                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3089                 return ret;
3090         }
3091
3092         memcg->kmemcg_id = num;
3093         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3094         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3095         return 0;
3096 }
3097
3098 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3099 {
3100         ssize_t size;
3101         if (num_groups <= 0)
3102                 return 0;
3103
3104         size = 2 * num_groups;
3105         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3106                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3107         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3108                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3109
3110         return size;
3111 }
3112
3113 /*
3114  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3115  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3116  * calling this.
3117  */
3118 void memcg_update_array_size(int num)
3119 {
3120         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3121                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3122 }
3123
3124 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3125
3126 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3127 {
3128         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3129
3130         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3131
3132         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3133                 int i;
3134                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3135
3136                 size *= sizeof(void *);
3137                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3138
3139                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3140                 if (!s->memcg_params) {
3141                         s->memcg_params = cur_params;
3142                         return -ENOMEM;
3143                 }
3144
3145                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3146
3147                 /*
3148                  * There is the chance it will be bigger than
3149                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3150                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3151                  * have a bigger array.
3152                  *
3153                  * But if that is the case, the data after
3154                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3155                  */
3156                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3157                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3158                                 continue;
3159                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3160                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3161                 }
3162
3163                 /*
3164                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3165                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3166                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3167                  *
3168                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3169                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3170                  * anyway.
3171                  */
3172                 kfree(cur_params);
3173         }
3174         return 0;
3175 }
3176
3177 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3178                          struct kmem_cache *root_cache)
3179 {
3180         size_t size;
3181
3182         if (!memcg_kmem_enabled())
3183                 return 0;
3184
3185         if (!memcg) {
3186                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3187                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3188         } else
3189                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3190
3191         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3192         if (!s->memcg_params)
3193                 return -ENOMEM;
3194
3195         if (memcg) {
3196                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3197                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3198                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3199                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3200         } else
3201                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3202
3203         return 0;
3204 }
3205
3206 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3207 {
3208         struct kmem_cache *root;
3209         struct mem_cgroup *memcg;
3210         int id;
3211
3212         /*
3213          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3214          * add any memcg.
3215          */
3216         if (!s->memcg_params)
3217                 return;
3218
3219         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3220                 goto out;
3221
3222         memcg = s->memcg_params->memcg;
3223         id  = memcg_cache_id(memcg);
3224
3225         root = s->memcg_params->root_cache;
3226         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3227
3228         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3229         list_del(&s->memcg_params->list);
3230         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3231
3232         css_put(&memcg->css);
3233 out:
3234         kfree(s->memcg_params);
3235 }
3236
3237 /*
3238  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3239  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3240  * enqueing new caches to be created.
3241  *
3242  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3243  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3244  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3245  * objects during debug.
3246  *
3247  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3248  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3249  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3250  * cache again, failing at the same point.
3251  *
3252  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3253  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3254  * inside the following two functions.
3255  */
3256 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3257 {
3258         VM_BUG_ON(!current->mm);
3259         current->memcg_kmem_skip_account++;
3260 }
3261
3262 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3263 {
3264         VM_BUG_ON(!current->mm);
3265         current->memcg_kmem_skip_account--;
3266 }
3267
3268 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3269 {
3270         struct kmem_cache *cachep;
3271         struct memcg_cache_params *p;
3272
3273         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3274
3275         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3276
3277         /*
3278          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3279          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3280          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3281          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3282          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3283          *
3284          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3285          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3286          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3287          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3288          * destroy it.
3289          *
3290          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3291          * again
3292          */
3293         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3294                 kmem_cache_shrink(cachep);
3295                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3296                         return;
3297         } else
3298                 kmem_cache_destroy(cachep);
3299 }
3300
3301 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3302 {
3303         if (!cachep->memcg_params->dead)
3304                 return;
3305
3306         /*
3307          * There are many ways in which we can get here.
3308          *
3309          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3310          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3311          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3312          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3313          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3314          *
3315          * But we can also get here from the worker itself, if
3316          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3317          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3318          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3319          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3320          *
3321          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3322          * running if there is already work pending
3323          */
3324         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3325                 return;
3326         /*
3327          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3328          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3329          */
3330         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3331 }
3332
3333 /*
3334  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3335  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3336  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3337  *
3338  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3339  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3340  */
3341 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3342
3343 /*
3344  * Called with memcg_cache_mutex held
3345  */
3346 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3347                                          struct kmem_cache *s)
3348 {
3349         struct kmem_cache *new;
3350         static char *tmp_name = NULL;
3351
3352         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3353
3354         /*
3355          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3356          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3357          * This static temporary buffer is used to prevent from
3358          * pointless shortliving allocation.
3359          */
3360         if (!tmp_name) {
3361                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3362                 if (!tmp_name)
3363                         return NULL;
3364         }
3365
3366         rcu_read_lock();
3367         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3368                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3369         rcu_read_unlock();
3370
3371         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3372                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3373
3374         if (new)
3375                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3376
3377         return new;
3378 }
3379
3380 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3381                                                   struct kmem_cache *cachep)
3382 {
3383         struct kmem_cache *new_cachep;
3384         int idx;
3385
3386         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3387
3388         idx = memcg_cache_id(memcg);
3389
3390         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3391         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3392         if (new_cachep) {
3393                 css_put(&memcg->css);
3394                 goto out;
3395         }
3396
3397         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3398         if (new_cachep == NULL) {
3399                 new_cachep = cachep;
3400                 css_put(&memcg->css);
3401                 goto out;
3402         }
3403
3404         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3405
3406         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3407         /*
3408          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3409          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3410          */
3411         wmb();
3412 out:
3413         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3414         return new_cachep;
3415 }
3416
3417 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3418 {
3419         struct kmem_cache *c;
3420         int i;
3421
3422         if (!s->memcg_params)
3423                 return;
3424         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3425                 return;
3426
3427         /*
3428          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3429          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3430          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3431          *
3432          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3433          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3434          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3435          */
3436         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3437         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3438                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3439                 if (!c)
3440                         continue;
3441
3442                 /*
3443                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3444                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3445                  * proceed with destruction ourselves.
3446                  *
3447                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3448                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3449                  * the cache still have active pages until this very moment.
3450                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3451                  *
3452                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3453                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3454                  */
3455                 c->memcg_params->dead = false;
3456                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3457                 kmem_cache_destroy(c);
3458         }
3459         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3460 }
3461
3462 struct create_work {
3463         struct mem_cgroup *memcg;
3464         struct kmem_cache *cachep;
3465         struct work_struct work;
3466 };
3467
3468 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3469 {
3470         struct kmem_cache *cachep;
3471         struct memcg_cache_params *params;
3472
3473         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3474                 return;
3475
3476         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3477         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3478                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3479                 cachep->memcg_params->dead = true;
3480                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3481         }
3482         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3483 }
3484
3485 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3486 {
3487         struct create_work *cw;
3488
3489         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3490         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3491         kfree(cw);
3492 }
3493
3494 /*
3495  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3496  */
3497 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3498                                          struct kmem_cache *cachep)
3499 {
3500         struct create_work *cw;
3501
3502         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3503         if (cw == NULL) {
3504                 css_put(&memcg->css);
3505                 return;
3506         }
3507
3508         cw->memcg = memcg;
3509         cw->cachep = cachep;
3510
3511         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3512         schedule_work(&cw->work);
3513 }
3514
3515 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3516                                        struct kmem_cache *cachep)
3517 {
3518         /*
3519          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3520          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3521          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3522          *
3523          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3524          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3525          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3526          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3527          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3528          */
3529         memcg_stop_kmem_account();
3530         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3531         memcg_resume_kmem_account();
3532 }
3533 /*
3534  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3535  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3536  *
3537  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3538  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3539  * in a workqueue.
3540  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3541  * the original cache.
3542  *
3543  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3544  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3545  */
3546 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3547                                           gfp_t gfp)
3548 {
3549         struct mem_cgroup *memcg;
3550         int idx;
3551
3552         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3553         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3554
3555         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3556                 return cachep;
3557
3558         rcu_read_lock();
3559         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3560
3561         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3562                 goto out;
3563
3564         idx = memcg_cache_id(memcg);
3565
3566         /*
3567          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3568          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3569          */
3570         read_barrier_depends();
3571         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3572                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3573                 goto out;
3574         }
3575
3576         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3577         if (!css_tryget(&memcg->css))
3578                 goto out;
3579         rcu_read_unlock();
3580
3581         /*
3582          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3583          * context), we could be be predictable and return right away.
3584          * This would guarantee that the allocation being performed
3585          * already belongs in the new cache.
3586          *
3587          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3588          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3589          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3590          * with the slab_mutex held.
3591          *
3592          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3593          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3594          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3595          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3596          * better to defer everything.
3597          */
3598         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3599         return cachep;
3600 out:
3601         rcu_read_unlock();
3602         return cachep;
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3605
3606 /*
3607  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3608  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3609  * need a further commit step to do the final arrangements.
3610  *
3611  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3612  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3613  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3614  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3615  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3616  * the compiled-out case as well.
3617  *
3618  * Returning true means the allocation is possible.
3619  */
3620 bool
3621 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3622 {
3623         struct mem_cgroup *memcg;
3624         int ret;
3625
3626         *_memcg = NULL;
3627
3628         /*
3629          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3630          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3631          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3632          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3633          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3634          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3635          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3636          *
3637          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3638          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3639          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3640          * the SLUB allocator:
3641          *
3642          *      memcg_stop_kmem_account();
3643          *      kmalloc(<large_number>)
3644          *      memcg_resume_kmem_account();
3645          *
3646          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3647          * since it will drive us directly to this function without passing
3648          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3649          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3650          * cache arrays. We bring this test here.
3651          */
3652         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3653                 return true;
3654
3655         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3656
3657         /*
3658          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3659          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3660          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3661          */
3662         if (unlikely(!memcg))
3663                 return true;
3664
3665         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3666                 css_put(&memcg->css);
3667                 return true;
3668         }
3669
3670         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3671         if (!ret)
3672                 *_memcg = memcg;
3673
3674         css_put(&memcg->css);
3675         return (ret == 0);
3676 }
3677
3678 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3679                               int order)
3680 {
3681         struct page_cgroup *pc;
3682
3683         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3684
3685         /* The page allocation failed. Revert */
3686         if (!page) {
3687                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3688                 return;
3689         }
3690
3691         pc = lookup_page_cgroup(page);
3692         lock_page_cgroup(pc);
3693         pc->mem_cgroup = memcg;
3694         SetPageCgroupUsed(pc);
3695         unlock_page_cgroup(pc);
3696 }
3697
3698 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3699 {
3700         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3701         struct page_cgroup *pc;
3702
3703
3704         pc = lookup_page_cgroup(page);
3705         /*
3706          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3707          * check again after locking.
3708          */
3709         if (!PageCgroupUsed(pc))
3710                 return;
3711
3712         lock_page_cgroup(pc);
3713         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3714                 memcg = pc->mem_cgroup;
3715                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3716         }
3717         unlock_page_cgroup(pc);
3718
3719         /*
3720          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3721          * is a valid allocation
3722          */
3723         if (!memcg)
3724                 return;
3725
3726         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3727         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3728 }
3729 #else
3730 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3731 {
3732 }
3733 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3734
3735 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3736
3737 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3738 /*
3739  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3740  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3741  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3742  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3743  */
3744 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3745 {
3746         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3747         struct page_cgroup *pc;
3748         struct mem_cgroup *memcg;
3749         int i;
3750
3751         if (mem_cgroup_disabled())
3752                 return;
3753
3754         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3755         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3756                 pc = head_pc + i;
3757                 pc->mem_cgroup = memcg;
3758                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3759                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3760         }
3761         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3762                        HPAGE_PMD_NR);
3763 }
3764 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3765
3766 static inline
3767 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3768                                         struct mem_cgroup *to,
3769                                         unsigned int nr_pages,
3770                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3771 {
3772         /* Update stat data for mem_cgroup */
3773         preempt_disable();
3774         WARN_ON_ONCE(from->stat->count[idx] < nr_pages);
3775         __this_cpu_add(from->stat->count[idx], -nr_pages);
3776         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3777         preempt_enable();
3778 }
3779
3780 /**
3781  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3782  * @page: the page
3783  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3784  * @pc: page_cgroup of the page.
3785  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3786  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3787  *
3788  * The caller must confirm following.
3789  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3790  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3791  *
3792  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3793  * from old cgroup.
3794  */
3795 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3796                                    unsigned int nr_pages,
3797                                    struct page_cgroup *pc,
3798                                    struct mem_cgroup *from,
3799                                    struct mem_cgroup *to)
3800 {
3801         unsigned long flags;
3802         int ret;
3803         bool anon = PageAnon(page);
3804
3805         VM_BUG_ON(from == to);
3806         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3807         /*
3808          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3809          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3810          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3811          * hold it.
3812          */
3813         ret = -EBUSY;
3814         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3815                 goto out;
3816
3817         lock_page_cgroup(pc);
3818
3819         ret = -EINVAL;
3820         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3821                 goto unlock;
3822
3823         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3824
3825         if (!anon && page_mapped(page))
3826                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3827                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3828
3829         if (PageWriteback(page))
3830                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3831                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3832
3833         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3834
3835         /* caller should have done css_get */
3836         pc->mem_cgroup = to;
3837         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3838         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3839         ret = 0;
3840 unlock:
3841         unlock_page_cgroup(pc);
3842         /*
3843          * check events
3844          */
3845         memcg_check_events(to, page);
3846         memcg_check_events(from, page);
3847 out:
3848         return ret;
3849 }
3850
3851 /**
3852  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3853  * @page: the page to move
3854  * @pc: page_cgroup of the page
3855  * @child: page's cgroup
3856  *
3857  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3858  * parent (aka use_hierarchy==0).
3859  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3860  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3861  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3862  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3863  * on the next attempt and the call should be retried later.
3864  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3865  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3866  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3867  * LRU or vanish.
3868  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3869  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3870  * disappear in the next attempt.
3871  */
3872 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3873                                   struct page_cgroup *pc,
3874                                   struct mem_cgroup *child)
3875 {
3876         struct mem_cgroup *parent;
3877         unsigned int nr_pages;
3878         unsigned long uninitialized_var(flags);
3879         int ret;
3880
3881         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3882
3883         ret = -EBUSY;
3884         if (!get_page_unless_zero(page))
3885                 goto out;
3886         if (isolate_lru_page(page))
3887                 goto put;
3888
3889         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3890
3891         parent = parent_mem_cgroup(child);
3892         /*
3893          * If no parent, move charges to root cgroup.
3894          */
3895         if (!parent)
3896                 parent = root_mem_cgroup;
3897
3898         if (nr_pages > 1) {
3899                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3900                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3901         }
3902
3903         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3904                                 pc, child, parent);
3905         if (!ret)
3906                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3907
3908         if (nr_pages > 1)
3909                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3910         putback_lru_page(page);
3911 put:
3912         put_page(page);
3913 out:
3914         return ret;
3915 }
3916
3917 /*
3918  * Charge the memory controller for page usage.
3919  * Return
3920  * 0 if the charge was successful
3921  * < 0 if the cgroup is over its limit
3922  */
3923 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3924                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3925 {
3926         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3927         unsigned int nr_pages = 1;
3928         bool oom = true;
3929         int ret;
3930
3931         if (PageTransHuge(page)) {
3932                 nr_pages <<= compound_order(page);
3933                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3934                 /*
3935                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3936                  * fault handler will fall back to regular pages.
3937                  */
3938                 oom = false;
3939         }
3940
3941         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3942         if (ret == -ENOMEM)
3943                 return ret;
3944         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3945         return 0;
3946 }
3947
3948 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3949                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3950 {
3951         if (mem_cgroup_disabled())
3952                 return 0;
3953         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3954         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3955         VM_BUG_ON(!mm);
3956         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3957                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3958 }
3959
3960 /*
3961  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3962  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3963  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3964  * "commit()" or removed by "cancel()"
3965  */
3966 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3967                                           struct page *page,
3968                                           gfp_t mask,
3969                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3970 {
3971         struct mem_cgroup *memcg;
3972         struct page_cgroup *pc;
3973         int ret;
3974
3975         pc = lookup_page_cgroup(page);
3976         /*
3977          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3978          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3979          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3980          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3981          * in turn serializes uncharging.
3982          */
3983         if (PageCgroupUsed(pc))
3984                 return 0;
3985         if (!do_swap_account)
3986                 goto charge_cur_mm;
3987         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3988         if (!memcg)
3989                 goto charge_cur_mm;
3990         *memcgp = memcg;
3991         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3992         css_put(&memcg->css);
3993         if (ret == -EINTR)
3994                 ret = 0;
3995         return ret;
3996 charge_cur_mm:
3997         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3998         if (ret == -EINTR)
3999                 ret = 0;
4000         return ret;
4001 }
4002
4003 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4004                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4005 {
4006         *memcgp = NULL;
4007         if (mem_cgroup_disabled())
4008                 return 0;
4009         /*
4010          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4011          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4012          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4013          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4014          */
4015         if (!PageSwapCache(page)) {
4016                 int ret;
4017
4018                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4019                 if (ret == -EINTR)
4020                         ret = 0;
4021                 return ret;
4022         }
4023         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4024 }
4025
4026 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4027 {
4028         if (mem_cgroup_disabled())
4029                 return;
4030         if (!memcg)
4031                 return;
4032         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4033 }
4034
4035 static void
4036 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4037                                         enum charge_type ctype)
4038 {
4039         if (mem_cgroup_disabled())
4040                 return;
4041         if (!memcg)
4042                 return;
4043
4044         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4045         /*
4046          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4047          * counted both as mem and swap....double count.
4048          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4049          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4050          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4051          */
4052         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4053                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4054                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4055         }
4056 }
4057
4058 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4059                                      struct mem_cgroup *memcg)
4060 {
4061         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4062                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4063 }
4064
4065 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4066                                 gfp_t gfp_mask)
4067 {
4068         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4069         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4070         int ret;
4071
4072         if (mem_cgroup_disabled())
4073                 return 0;
4074         if (PageCompound(page))
4075                 return 0;
4076
4077         if (!PageSwapCache(page))
4078                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4079         else { /* page is swapcache/shmem */
4080                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4081                                                      gfp_mask, &memcg);
4082                 if (!ret)
4083                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4084         }
4085         return ret;
4086 }
4087
4088 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4089                                    unsigned int nr_pages,
4090                                    const enum charge_type ctype)
4091 {
4092         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4093         bool uncharge_memsw = true;
4094
4095         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4096         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4097                 uncharge_memsw = false;
4098
4099         batch = &current->memcg_batch;
4100         /*
4101          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4102          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4103          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4104          */
4105         if (!batch->memcg)
4106                 batch->memcg = memcg;
4107         /*
4108          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4109          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4110          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4111          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4112          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4113          */
4114
4115         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4116                 goto direct_uncharge;
4117
4118         if (nr_pages > 1)
4119                 goto direct_uncharge;
4120
4121         /*
4122          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4123          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4124          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4125          */
4126         if (batch->memcg != memcg)
4127                 goto direct_uncharge;
4128         /* remember freed charge and uncharge it later */
4129         batch->nr_pages++;
4130         if (uncharge_memsw)
4131                 batch->memsw_nr_pages++;
4132         return;
4133 direct_uncharge:
4134         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4135         if (uncharge_memsw)
4136                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4137         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4138                 memcg_oom_recover(memcg);
4139 }
4140
4141 /*
4142  * uncharge if !page_mapped(page)
4143  */
4144 static struct mem_cgroup *
4145 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4146                              bool end_migration)
4147 {
4148         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4149         unsigned int nr_pages = 1;
4150         struct page_cgroup *pc;
4151         bool anon;
4152
4153         if (mem_cgroup_disabled())
4154                 return NULL;
4155
4156         if (PageTransHuge(page)) {
4157                 nr_pages <<= compound_order(page);
4158                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4159         }
4160         /*
4161          * Check if our page_cgroup is valid
4162          */
4163         pc = lookup_page_cgroup(page);
4164         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4165                 return NULL;
4166
4167         lock_page_cgroup(pc);
4168
4169         memcg = pc->mem_cgroup;
4170
4171         if (!PageCgroupUsed(pc))
4172                 goto unlock_out;
4173
4174         anon = PageAnon(page);
4175
4176         switch (ctype) {
4177         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4178                 /*
4179                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4180                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4181                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4182                  */
4183                 anon = true;
4184                 /* fallthrough */
4185         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4186                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4187                 if (page_mapped(page))
4188                         goto unlock_out;
4189                 /*
4190                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4191                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4192                  * unused post-migration page and so it has to call
4193                  * here with the migration bit still set.  See the
4194                  * res_counter handling below.
4195                  */
4196                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4197                         goto unlock_out;
4198                 break;
4199         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4200                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4201                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4202                                 goto unlock_out;
4203                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4204                                 goto unlock_out;
4205                 break;
4206         default:
4207                 break;
4208         }
4209
4210         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4211
4212         ClearPageCgroupUsed(pc);
4213         /*
4214          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4215          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4216          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4217          * special functions.
4218          */
4219
4220         unlock_page_cgroup(pc);
4221         /*
4222          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4223          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4224          */
4225         memcg_check_events(memcg, page);
4226         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4227                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4228                 css_get(&memcg->css);
4229         }
4230         /*
4231          * Migration does not charge the res_counter for the
4232          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4233          * page that is unused after the migration.
4234          */
4235         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4236                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4237
4238         return memcg;
4239
4240 unlock_out:
4241         unlock_page_cgroup(pc);
4242         return NULL;
4243 }
4244
4245 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4246 {
4247         /* early check. */
4248         if (page_mapped(page))
4249                 return;
4250         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4251         /*
4252          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4253          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4254          * and handles memcg lifetime.
4255          *
4256          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4257          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4258          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4259          * 0, there won't be any page table references to the swap
4260          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4261          * page to disk.
4262          */
4263         if (PageSwapCache(page))
4264                 return;
4265         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4266 }
4267
4268 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4269 {
4270         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4271         VM_BUG_ON(page->mapping);
4272         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4273 }
4274
4275 /*
4276  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4277  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4278  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4279  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4280  * This may be called prural(2) times in a context,
4281  */
4282
4283 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4284 {
4285         current->memcg_batch.do_batch++;
4286         /* We can do nest. */
4287         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4288                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4289                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4290                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4291         }
4292 }
4293
4294 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4295 {
4296         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4297
4298         if (!batch->do_batch)
4299                 return;
4300
4301         batch->do_batch--;
4302         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4303                 return;
4304
4305         if (!batch->memcg)
4306                 return;
4307         /*
4308          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4309          * bacause we hide charges behind us.
4310          */
4311         if (batch->nr_pages)
4312                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4313                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4314         if (batch->memsw_nr_pages)
4315                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4316                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4317         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4318         /* forget this pointer (for sanity check) */
4319         batch->memcg = NULL;
4320 }
4321
4322 #ifdef CONFIG_SWAP
4323 /*
4324  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4325  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4326  */
4327 void
4328 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4329 {
4330         struct mem_cgroup *memcg;
4331         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4332
4333         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4334                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4335
4336         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4337
4338         /*
4339          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4340          * css_get() was called in uncharge().
4341          */
4342         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4343                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4344 }
4345 #endif
4346
4347 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4348 /*
4349  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4350  * uncharge "memsw" account.
4351  */
4352 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4353 {
4354         struct mem_cgroup *memcg;
4355         unsigned short id;
4356
4357         if (!do_swap_account)
4358                 return;
4359
4360         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4361         rcu_read_lock();
4362         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4363         if (memcg) {
4364                 /*
4365                  * We uncharge this because swap is freed.
4366                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4367                  */
4368                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4369                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4370                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4371                 css_put(&memcg->css);
4372         }
4373         rcu_read_unlock();
4374 }
4375
4376 /**
4377  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4378  * @entry: swap entry to be moved
4379  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4380  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4381  *
4382  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4383  * as the mem_cgroup's id of @from.
4384  *
4385  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4386  *
4387  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4388  * both res and memsw, and called css_get().
4389  */
4390 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4391                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4392 {
4393         unsigned short old_id, new_id;
4394
4395         old_id = css_id(&from->css);
4396         new_id = css_id(&to->css);
4397
4398         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4399                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4400                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4401                 /*
4402                  * This function is only called from task migration context now.
4403                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4404                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4405                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4406                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4407                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4408                  *
4409                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4410                  * alive, so we can just call css_get().
4411                  */
4412                 css_get(&to->css);
4413                 return 0;
4414         }
4415         return -EINVAL;
4416 }
4417 #else
4418 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4419                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4420 {
4421         return -EINVAL;
4422 }
4423 #endif
4424
4425 /*
4426  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4427  * page belongs to.
4428  */
4429 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4430                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4431 {
4432         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4433         unsigned int nr_pages = 1;
4434         struct page_cgroup *pc;
4435         enum charge_type ctype;
4436
4437         *memcgp = NULL;
4438
4439         if (mem_cgroup_disabled())
4440                 return;
4441
4442         if (PageTransHuge(page))
4443                 nr_pages <<= compound_order(page);
4444
4445         pc = lookup_page_cgroup(page);
4446         lock_page_cgroup(pc);
4447         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4448                 memcg = pc->mem_cgroup;
4449                 css_get(&memcg->css);
4450                 /*
4451                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4452                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4453                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4454                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4455                  * until end_migration() is called
4456                  *
4457                  * Corner Case Thinking
4458                  * A)
4459                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4460                  * while migration was ongoing.
4461                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4462                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4463                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4464                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4465                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4466                  *
4467                  * B)
4468                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4469                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4470                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4471                  * without charging it again.
4472                  *
4473                  * C)
4474                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4475                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4476                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4477                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4478                  */
4479                 if (PageAnon(page))
4480                         SetPageCgroupMigration(pc);
4481         }
4482         unlock_page_cgroup(pc);
4483         /*
4484          * If the page is not charged at this point,
4485          * we return here.
4486          */
4487         if (!memcg)
4488                 return;
4489
4490         *memcgp = memcg;
4491         /*
4492          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4493          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4494          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4495          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4496          */
4497         if (PageAnon(page))
4498                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4499         else
4500                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4501         /*
4502          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4503          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4504          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4505          */
4506         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4507 }
4508
4509 /* remove redundant charge if migration failed*/
4510 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4511         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4512 {
4513         struct page *used, *unused;
4514         struct page_cgroup *pc;
4515         bool anon;
4516
4517         if (!memcg)
4518                 return;
4519
4520         if (!migration_ok) {
4521                 used = oldpage;
4522                 unused = newpage;
4523         } else {
4524                 used = newpage;
4525                 unused = oldpage;
4526         }
4527         anon = PageAnon(used);
4528         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4529                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4530                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4531                                      true);
4532         css_put(&memcg->css);
4533         /*
4534          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4535          * of the page goes down to zero, temporarly.
4536          * Clear the flag and check the page should be charged.
4537          */
4538         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4539         lock_page_cgroup(pc);
4540         ClearPageCgroupMigration(pc);
4541         unlock_page_cgroup(pc);
4542
4543         /*
4544          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4545          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4546          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4547          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4548          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4549          * check. (see prepare_charge() also)
4550          */
4551         if (anon)
4552                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4553 }
4554
4555 /*
4556  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4557  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4558  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4559  */
4560 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4561                                   struct page *newpage)
4562 {
4563         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4564         struct page_cgroup *pc;
4565         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4566
4567         if (mem_cgroup_disabled())
4568                 return;
4569
4570         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4571         /* fix accounting on old pages */
4572         lock_page_cgroup(pc);
4573         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4574                 memcg = pc->mem_cgroup;
4575                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4576                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4577         }
4578         unlock_page_cgroup(pc);
4579
4580         /*
4581          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4582          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4583          */
4584         if (!memcg)
4585                 return;
4586         /*
4587          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4588          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4589          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4590          */
4591         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4592 }
4593
4594 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4595 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4596 {
4597         struct page_cgroup *pc;
4598
4599         pc = lookup_page_cgroup(page);
4600         /*
4601          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4602          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4603          * or when mem_cgroup_disabled().
4604          */
4605         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4606                 return pc;
4607         return NULL;
4608 }
4609
4610 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4611 {
4612         if (mem_cgroup_disabled())
4613                 return false;
4614
4615         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4616 }
4617
4618 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4619 {
4620         struct page_cgroup *pc;
4621
4622         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4623         if (pc) {
4624                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4625                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4626         }
4627 }
4628 #endif
4629
4630 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4631                                 unsigned long long val)
4632 {
4633         int retry_count;
4634         u64 memswlimit, memlimit;
4635         int ret = 0;
4636         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4637         u64 curusage, oldusage;
4638         int enlarge;
4639
4640         /*
4641          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4642          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4643          * of # of children which we should visit in this loop.
4644          */
4645         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4646
4647         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4648
4649         enlarge = 0;
4650         while (retry_count) {
4651                 if (signal_pending(current)) {
4652                         ret = -EINTR;
4653                         break;
4654                 }
4655                 /*
4656                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4657                  * open coded manner. You see what this really does.
4658                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4659                  */
4660                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4661                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4662                 if (memswlimit < val) {
4663                         ret = -EINVAL;
4664                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4665                         break;
4666                 }
4667
4668                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4669                 if (memlimit < val)
4670                         enlarge = 1;
4671
4672                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4673                 if (!ret) {
4674                         if (memswlimit == val)
4675                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4676                         else
4677                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4678                 }
4679                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4680
4681                 if (!ret)
4682                         break;
4683
4684                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4685                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4686                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4687                 /* Usage is reduced ? */
4688                 if (curusage >= oldusage)
4689                         retry_count--;
4690                 else
4691                         oldusage = curusage;
4692         }
4693         if (!ret && enlarge)
4694                 memcg_oom_recover(memcg);
4695
4696         return ret;
4697 }
4698
4699 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4700                                         unsigned long long val)
4701 {
4702         int retry_count;
4703         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4704         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4705         int ret = -EBUSY;
4706         int enlarge = 0;
4707
4708         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4709         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4710         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4711         while (retry_count) {
4712                 if (signal_pending(current)) {
4713                         ret = -EINTR;
4714                         break;
4715                 }
4716                 /*
4717                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4718                  * open coded manner. You see what this really does.
4719                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4720                  */
4721                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4722                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4723                 if (memlimit > val) {
4724                         ret = -EINVAL;
4725                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4726                         break;
4727                 }
4728                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4729                 if (memswlimit < val)
4730                         enlarge = 1;
4731                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4732                 if (!ret) {
4733                         if (memlimit == val)
4734                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4735                         else
4736                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4737                 }
4738                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4739
4740                 if (!ret)
4741                         break;
4742
4743                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4744                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4745                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4746                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4747                 /* Usage is reduced ? */
4748                 if (curusage >= oldusage)
4749                         retry_count--;
4750                 else
4751                         oldusage = curusage;
4752         }
4753         if (!ret && enlarge)
4754                 memcg_oom_recover(memcg);
4755         return ret;
4756 }
4757
4758 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4759                                             gfp_t gfp_mask,
4760                                             unsigned long *total_scanned)
4761 {
4762         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4763         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4764         unsigned long reclaimed;
4765         int loop = 0;
4766         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4767         unsigned long long excess;
4768         unsigned long nr_scanned;
4769
4770         if (order > 0)
4771                 return 0;
4772
4773         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4774         /*
4775          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4776          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4777          * pressure
4778          */
4779         do {
4780                 if (next_mz)
4781                         mz = next_mz;
4782                 else
4783                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4784                 if (!mz)
4785                         break;
4786
4787                 nr_scanned = 0;
4788                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4789                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4790                 nr_reclaimed += reclaimed;
4791                 *total_scanned += nr_scanned;
4792                 spin_lock(&mctz->lock);
4793
4794                 /*
4795                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4796                  * it is time to move on to the next cgroup
4797                  */
4798                 next_mz = NULL;
4799                 if (!reclaimed) {
4800                         do {
4801                                 /*
4802                                  * Loop until we find yet another one.
4803                                  *
4804                                  * By the time we get the soft_limit lock
4805                                  * again, someone might have aded the
4806                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4807                                  * make sure we get a different mem.
4808                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4809                                  * NULL if no other cgroup is present on
4810                                  * the tree
4811                                  */
4812                                 next_mz =
4813                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4814                                 if (next_mz == mz)
4815                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4816                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4817                                         break;
4818                         } while (1);
4819                 }
4820                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4821                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4822                 /*
4823                  * One school of thought says that we should not add
4824                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4825                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4826                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4827                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4828                  * term TODO.
4829                  */
4830                 /* If excess == 0, no tree ops */
4831                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4832                 spin_unlock(&mctz->lock);
4833                 css_put(&mz->memcg->css);
4834                 loop++;
4835                 /*
4836                  * Could not reclaim anything and there are no more
4837                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4838                  * reclaiming anything.
4839                  */
4840                 if (!nr_reclaimed &&
4841                         (next_mz == NULL ||
4842                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4843                         break;
4844         } while (!nr_reclaimed);
4845         if (next_mz)
4846                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4847         return nr_reclaimed;
4848 }
4849
4850 /**
4851  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4852  * @memcg: group to clear
4853  * @node: NUMA node
4854  * @zid: zone id
4855  * @lru: lru to to clear
4856  *
4857  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4858  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4859  * group.
4860  */
4861 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4862                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4863 {
4864         struct lruvec *lruvec;
4865         unsigned long flags;
4866         struct list_head *list;
4867         struct page *busy;
4868         struct zone *zone;
4869
4870         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4871         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4872         list = &lruvec->lists[lru];
4873
4874         busy = NULL;
4875         do {
4876                 struct page_cgroup *pc;
4877                 struct page *page;
4878
4879                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4880                 if (list_empty(list)) {
4881                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4882                         break;
4883                 }
4884                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4885                 if (busy == page) {
4886                         list_move(&page->lru, list);
4887                         busy = NULL;
4888                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4889                         continue;
4890                 }
4891                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4892
4893                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4894
4895                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4896                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4897                         busy = page;
4898                         cond_resched();
4899                 } else
4900                         busy = NULL;
4901         } while (!list_empty(list));
4902 }
4903
4904 /*
4905  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4906  * all the charges and pages to the parent.
4907  * This enables deleting this mem_cgroup.
4908  *
4909  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4910  */
4911 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4912 {
4913         int node, zid;
4914         u64 usage;
4915
4916         do {
4917                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4918                 lru_add_drain_all();
4919                 drain_all_stock_sync(memcg);
4920                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4921                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4922                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4923                                 enum lru_list lru;
4924                                 for_each_lru(lru) {
4925                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4926                                                         node, zid, lru);
4927                                 }
4928                         }
4929                 }
4930                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4931                 memcg_oom_recover(memcg);
4932                 cond_resched();
4933
4934                 /*
4935                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4936                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4937                  * expect their value to drop to 0 here.
4938                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4939                  *
4940                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4941                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4942                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4943                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4944                  * charge before adding to the LRU.
4945                  */
4946                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4947                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4948         } while (usage > 0);
4949 }
4950
4951 /*
4952  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4953  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4954  * is meaningless
4955  */
4956 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4957 {
4958         struct cgroup_subsys_state *pos;
4959
4960         /* bounce at first found */
4961         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4962                 return true;
4963         return false;
4964 }
4965
4966 /*
4967  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4968  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4969  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4970  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4971  * any memcg without hierarchy as infertile.
4972  */
4973 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4974 {
4975         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4976 }
4977
4978 /*
4979  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4980  * the rest to the parent.
4981  *
4982  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4983  */
4984 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4985 {
4986         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4987         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4988
4989         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4990         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4991                 return -EBUSY;
4992
4993         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4994         lru_add_drain_all();
4995         /* try to free all pages in this cgroup */
4996         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4997                 int progress;
4998
4999                 if (signal_pending(current))
5000                         return -EINTR;
5001
5002                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5003                                                 false);
5004                 if (!progress) {
5005                         nr_retries--;
5006                         /* maybe some writeback is necessary */
5007                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5008                 }
5009
5010         }
5011         lru_add_drain();
5012         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5013
5014         return 0;
5015 }
5016
5017 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5018                                         unsigned int event)
5019 {
5020         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5021
5022         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5023                 return -EINVAL;
5024         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5025 }
5026
5027 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5028                                      struct cftype *cft)
5029 {
5030         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5031 }
5032
5033 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5034                                       struct cftype *cft, u64 val)
5035 {
5036         int retval = 0;
5037         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5038         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5039
5040         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5041
5042         if (memcg->use_hierarchy == val)
5043                 goto out;
5044
5045         /*
5046          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5047          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5048          * occur, provided the current cgroup has no children.
5049          *
5050          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5051          * set if there are no children.
5052          */
5053         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5054                                 (val == 1 || val == 0)) {
5055                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5056                         memcg->use_hierarchy = val;
5057                 else
5058                         retval = -EBUSY;
5059         } else
5060                 retval = -EINVAL;
5061
5062 out:
5063         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5064
5065         return retval;
5066 }
5067
5068
5069 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5070                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5071 {
5072         struct mem_cgroup *iter;
5073         long val = 0;
5074
5075         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5076         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5077                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5078
5079         if (val < 0) /* race ? */
5080                 val = 0;
5081         return val;
5082 }
5083
5084 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5085 {
5086         u64 val;
5087
5088         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5089                 if (!swap)
5090                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5091                 else
5092                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5093         }
5094
5095         /*
5096          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5097          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5098          */
5099         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5100         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5101
5102         if (swap)
5103                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5104
5105         return val << PAGE_SHIFT;
5106 }
5107
5108 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5109                                struct cftype *cft, struct file *file,
5110                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5111 {
5112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5113         char str[64];
5114         u64 val;
5115         int name, len;
5116         enum res_type type;
5117
5118         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5119         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5120
5121         switch (type) {
5122         case _MEM:
5123                 if (name == RES_USAGE)
5124                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5125                 else
5126                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5127                 break;
5128         case _MEMSWAP:
5129                 if (name == RES_USAGE)
5130                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5131                 else
5132                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5133                 break;
5134         case _KMEM:
5135                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5136                 break;
5137         default:
5138                 BUG();
5139         }
5140
5141         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5142         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5143 }
5144
5145 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5146 {
5147         int ret = -EINVAL;
5148 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5149         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5150         /*
5151          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5152          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5153          * already joined.
5154          *
5155          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5156          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5157          * place, which makes the value quite meaningless.
5158          *
5159          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5160          * of course permitted.
5161          */
5162         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5163         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5164         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5165                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5166                         ret = -EBUSY;
5167                         goto out;
5168                 }
5169                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5170                 VM_BUG_ON(ret);
5171
5172                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5173                 if (ret) {
5174                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5175                         goto out;
5176                 }
5177                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5178                 /*
5179                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5180                  * starts accounting before all call sites are patched
5181                  */
5182                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5183         } else
5184                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5185 out:
5186         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5187         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5188 #endif
5189         return ret;
5190 }
5191
5192 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5193 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5194 {
5195         int ret = 0;
5196         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5197         if (!parent)
5198                 goto out;
5199
5200         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5201         /*
5202          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5203          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5204          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5205          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5206          * parents.
5207          *
5208          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5209          * that is accounted.
5210          */
5211         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5212                 goto out;
5213
5214         /*
5215          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5216          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5217          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5218          */
5219         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5220
5221         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5222         memcg_stop_kmem_account();
5223         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5224         memcg_resume_kmem_account();
5225         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5226 out:
5227         return ret;
5228 }
5229 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5230
5231 /*
5232  * The user of this function is...
5233  * RES_LIMIT.
5234  */
5235 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5236                             const char *buffer)
5237 {
5238         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5239         enum res_type type;
5240         int name;
5241         unsigned long long val;
5242         int ret;
5243
5244         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5245         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5246
5247         switch (name) {
5248         case RES_LIMIT:
5249                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5250                         ret = -EINVAL;
5251                         break;
5252                 }
5253                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5254                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5255                 if (ret)
5256                         break;
5257                 if (type == _MEM)
5258                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5259                 else if (type == _MEMSWAP)
5260                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5261                 else if (type == _KMEM)
5262                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5263                 else
5264                         return -EINVAL;
5265                 break;
5266         case RES_SOFT_LIMIT:
5267                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5268                 if (ret)
5269                         break;
5270                 /*
5271                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5272                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5273                  * control without swap
5274                  */
5275                 if (type == _MEM)
5276                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5277                 else
5278                         ret = -EINVAL;
5279                 break;
5280         default:
5281                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5282                 break;
5283         }
5284         return ret;
5285 }
5286
5287 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5288                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5289 {
5290         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5291
5292         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5293         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5294         if (!memcg->use_hierarchy)
5295                 goto out;
5296
5297         while (css_parent(&memcg->css)) {
5298                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5299                 if (!memcg->use_hierarchy)
5300                         break;
5301                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5302                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5303                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5304                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5305         }
5306 out:
5307         *mem_limit = min_limit;
5308         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5309 }
5310
5311 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5312 {
5313         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5314         int name;
5315         enum res_type type;
5316
5317         type = MEMFILE_TYPE(event);
5318         name = MEMFILE_ATTR(event);
5319
5320         switch (name) {
5321         case RES_MAX_USAGE:
5322                 if (type == _MEM)
5323                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5324                 else if (type == _MEMSWAP)
5325                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5326                 else if (type == _KMEM)
5327                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5328                 else
5329                         return -EINVAL;
5330                 break;
5331         case RES_FAILCNT:
5332                 if (type == _MEM)
5333                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5334                 else if (type == _MEMSWAP)
5335                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5336                 else if (type == _KMEM)
5337                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5338                 else
5339                         return -EINVAL;
5340                 break;
5341         }
5342
5343         return 0;
5344 }
5345
5346 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5347                                         struct cftype *cft)
5348 {
5349         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5350 }
5351
5352 #ifdef CONFIG_MMU
5353 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5354                                         struct cftype *cft, u64 val)
5355 {
5356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5357
5358         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5359                 return -EINVAL;
5360
5361         /*
5362          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5363          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5364          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5365          * affect task migrations starting after the change.
5366          */
5367         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5368         return 0;
5369 }
5370 #else
5371 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5372                                         struct cftype *cft, u64 val)
5373 {
5374         return -ENOSYS;
5375 }
5376 #endif
5377
5378 #ifdef CONFIG_NUMA
5379 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5380                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5381 {
5382         int nid;
5383         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5384         unsigned long node_nr;
5385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5386
5387         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5388         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5389         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5390                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5391                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5392         }
5393         seq_putc(m, '\n');
5394
5395         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5396         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5397         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5398                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5399                                 LRU_ALL_FILE);
5400                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5401         }
5402         seq_putc(m, '\n');
5403
5404         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5405         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5406         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5407                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5408                                 LRU_ALL_ANON);
5409                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5410         }
5411         seq_putc(m, '\n');
5412
5413         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5414         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5415         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5416                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5417                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5418                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5419         }
5420         seq_putc(m, '\n');
5421         return 0;
5422 }
5423 #endif /* CONFIG_NUMA */
5424
5425 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5426 {
5427         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5428 }
5429
5430 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5431                                  struct seq_file *m)
5432 {
5433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5434         struct mem_cgroup *mi;
5435         unsigned int i;
5436
5437         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5438                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5439                         continue;
5440                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5441                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5442         }
5443
5444         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5445                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5446                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5447
5448         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5449                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5450                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5451
5452         /* Hierarchical information */
5453         {
5454                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5455                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5456                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5457                 if (do_swap_account)
5458                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5459                                    memsw_limit);
5460         }
5461
5462         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5463                 long long val = 0;
5464
5465                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5466                         continue;
5467                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5468                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5469                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5470         }
5471
5472         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5473                 unsigned long long val = 0;
5474
5475                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5476                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5477                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5478                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5479         }
5480
5481         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5482                 unsigned long long val = 0;
5483
5484                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5485                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5486                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5487         }
5488
5489 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5490         {
5491                 int nid, zid;
5492                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5493                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5494                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5495                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5496
5497                 for_each_online_node(nid)
5498                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5499                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5500                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5501
5502                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5503                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5504                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5505                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5506                         }
5507                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5508                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5509                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5510                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5511         }
5512 #endif
5513
5514         return 0;
5515 }
5516
5517 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5518                                       struct cftype *cft)
5519 {
5520         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5521
5522         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5523 }
5524
5525 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5526                                        struct cftype *cft, u64 val)
5527 {
5528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5529         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5530
5531         if (val > 100 || !parent)
5532                 return -EINVAL;
5533
5534         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5535
5536         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5537         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5538                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5539                 return -EINVAL;
5540         }
5541
5542         memcg->swappiness = val;
5543
5544         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5545
5546         return 0;
5547 }
5548
5549 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5550 {
5551         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5552         u64 usage;
5553         int i;
5554
5555         rcu_read_lock();
5556         if (!swap)
5557                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5558         else
5559                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5560
5561         if (!t)
5562                 goto unlock;
5563
5564         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5565
5566         /*
5567          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5568          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5569          * call of __mem_cgroup_threshold().
5570          */
5571         i = t->current_threshold;
5572
5573         /*
5574          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5575          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5576          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5577          * only one element of the array here.
5578          */
5579         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5580                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5581
5582         /* i = current_threshold + 1 */
5583         i++;
5584
5585         /*
5586          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5587          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5588          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5589          * only one element of the array here.
5590          */
5591         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5592                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5593
5594         /* Update current_threshold */
5595         t->current_threshold = i - 1;
5596 unlock:
5597         rcu_read_unlock();
5598 }
5599
5600 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5601 {
5602         while (memcg) {
5603                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5604                 if (do_swap_account)
5605                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5606
5607                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5608         }
5609 }
5610
5611 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5612 {
5613         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5614         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5615
5616         if (_a->threshold > _b->threshold)
5617                 return 1;
5618
5619         if (_a->threshold < _b->threshold)
5620                 return -1;
5621
5622         return 0;
5623 }
5624
5625 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5626 {
5627         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5628
5629         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5630                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5631         return 0;
5632 }
5633
5634 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5635 {
5636         struct mem_cgroup *iter;
5637
5638         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5639                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5640 }
5641
5642 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5643         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5644 {
5645         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5646         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5647         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5648         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5649         u64 threshold, usage;
5650         int i, size, ret;
5651
5652         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5653         if (ret)
5654                 return ret;
5655
5656         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5657
5658         if (type == _MEM)
5659                 thresholds = &memcg->thresholds;
5660         else if (type == _MEMSWAP)
5661                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5662         else
5663                 BUG();
5664
5665         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5666
5667         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5668         if (thresholds->primary)
5669                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5670
5671         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5672
5673         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5674         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5675                         GFP_KERNEL);
5676         if (!new) {
5677                 ret = -ENOMEM;
5678                 goto unlock;
5679         }
5680         new->size = size;
5681
5682         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5683         if (thresholds->primary) {
5684                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5685                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5686         }
5687
5688         /* Add new threshold */
5689         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5690         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5691
5692         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5693         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5694                         compare_thresholds, NULL);
5695
5696         /* Find current threshold */
5697         new->current_threshold = -1;
5698         for (i = 0; i < size; i++) {
5699                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5700                         /*
5701                          * new->current_threshold will not be used until
5702                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5703                          * it here.
5704                          */
5705                         ++new->current_threshold;
5706                 } else
5707                         break;
5708         }
5709
5710         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5711         kfree(thresholds->spare);
5712         thresholds->spare = thresholds->primary;
5713
5714         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5715
5716         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5717         synchronize_rcu();
5718
5719 unlock:
5720         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5721
5722         return ret;
5723 }
5724
5725 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5726         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5727 {
5728         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5729         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5730         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5731         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5732         u64 usage;
5733         int i, j, size;
5734
5735         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5736         if (type == _MEM)
5737                 thresholds = &memcg->thresholds;
5738         else if (type == _MEMSWAP)
5739                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5740         else
5741                 BUG();
5742
5743         if (!thresholds->primary)
5744                 goto unlock;
5745
5746         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5747
5748         /* Check if a threshold crossed before removing */
5749         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5750
5751         /* Calculate new number of threshold */
5752         size = 0;
5753         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5754                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5755                         size++;
5756         }
5757
5758         new = thresholds->spare;
5759
5760         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5761         if (!size) {
5762                 kfree(new);
5763                 new = NULL;
5764                 goto swap_buffers;
5765         }
5766
5767         new->size = size;
5768
5769         /* Copy thresholds and find current threshold */
5770         new->current_threshold = -1;
5771         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5772                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5773                         continue;
5774
5775                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5776                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5777                         /*
5778                          * new->current_threshold will not be used
5779                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5780                          * it here.
5781                          */
5782                         ++new->current_threshold;
5783                 }
5784                 j++;
5785         }
5786
5787 swap_buffers:
5788         /* Swap primary and spare array */
5789         thresholds->spare = thresholds->primary;
5790         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5791         if (!new) {
5792                 kfree(thresholds->spare);
5793                 thresholds->spare = NULL;
5794         }
5795
5796         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5797
5798         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5799         synchronize_rcu();
5800 unlock:
5801         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5802 }
5803
5804 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5805         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5806 {
5807         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5808         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5809         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5810
5811         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5812         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5813         if (!event)
5814                 return -ENOMEM;
5815
5816         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5817
5818         event->eventfd = eventfd;
5819         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5820
5821         /* already in OOM ? */
5822         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5823                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5824         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5825
5826         return 0;
5827 }
5828
5829 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5830         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5831 {
5832         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5833         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5834         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5835
5836         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5837
5838         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5839
5840         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5841                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5842                         list_del(&ev->list);
5843                         kfree(ev);
5844                 }
5845         }
5846
5847         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5848 }
5849
5850 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5851         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5852 {
5853         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5854
5855         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5856
5857         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5858                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5859         else
5860                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5861         return 0;
5862 }
5863
5864 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5865         struct cftype *cft, u64 val)
5866 {
5867         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5868         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5869
5870         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5871         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5872                 return -EINVAL;
5873
5874         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5875         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5876         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5877                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5878                 return -EINVAL;
5879         }
5880         memcg->oom_kill_disable = val;
5881         if (!val)
5882                 memcg_oom_recover(memcg);
5883         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5884         return 0;
5885 }
5886
5887 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5888 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5889 {
5890         int ret;
5891
5892         memcg->kmemcg_id = -1;
5893         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5894         if (ret)
5895                 return ret;
5896
5897         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5898 }
5899
5900 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5901 {
5902         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5903 }
5904
5905 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5906 {
5907         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5908                 return;
5909
5910         /*
5911          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5912          * pages, for instance, a page contain objects from various
5913          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5914          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5915          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5916          *
5917          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5918          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5919          * reference is taken here before the group is marked dead
5920          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5921          *
5922          * Although this might sound strange as this path is called from
5923          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5924          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5925          * we do not have other options because of the kmem allocations
5926          * lifetime.
5927          */
5928         css_get(&memcg->css);
5929
5930         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5931
5932         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5933                 return;
5934
5935         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5936                 css_put(&memcg->css);
5937 }
5938 #else
5939 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5940 {
5941         return 0;
5942 }
5943
5944 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5945 {
5946 }
5947
5948 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5949 {
5950 }
5951 #endif
5952
5953 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5954         {
5955                 .name = "usage_in_bytes",
5956                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5957                 .read = mem_cgroup_read,
5958                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5959                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5960         },
5961         {
5962                 .name = "max_usage_in_bytes",
5963                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5964                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5965                 .read = mem_cgroup_read,
5966         },
5967         {
5968                 .name = "limit_in_bytes",
5969                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5970                 .write_string = mem_cgroup_write,
5971                 .read = mem_cgroup_read,
5972         },
5973         {
5974                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5975                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5976                 .write_string = mem_cgroup_write,
5977                 .read = mem_cgroup_read,
5978         },
5979         {
5980                 .name = "failcnt",
5981                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5982                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5983                 .read = mem_cgroup_read,
5984         },
5985         {
5986                 .name = "stat",
5987                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5988         },
5989         {
5990                 .name = "force_empty",
5991                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5992         },
5993         {
5994                 .name = "use_hierarchy",
5995                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5996                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5997                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5998         },
5999         {
6000                 .name = "swappiness",
6001                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6002                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6006                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6007                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6008         },
6009         {
6010                 .name = "oom_control",
6011                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6012                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6013                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6014                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6016         },
6017         {
6018                 .name = "pressure_level",
6019                 .register_event = vmpressure_register_event,
6020                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6021         },
6022 #ifdef CONFIG_NUMA
6023         {
6024                 .name = "numa_stat",
6025                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6026         },
6027 #endif
6028 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6029         {
6030                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6032                 .write_string = mem_cgroup_write,
6033                 .read = mem_cgroup_read,
6034         },
6035         {
6036                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6038                 .read = mem_cgroup_read,
6039         },
6040         {
6041                 .name = "kmem.failcnt",
6042                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6043                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6044                 .read = mem_cgroup_read,
6045         },
6046         {
6047                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6048                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6049                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6050                 .read = mem_cgroup_read,
6051         },
6052 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6053         {
6054                 .name = "kmem.slabinfo",
6055                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6056         },
6057 #endif
6058 #endif
6059         { },    /* terminate */
6060 };
6061
6062 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6063 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6064         {
6065                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6066                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6067                 .read = mem_cgroup_read,
6068                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6069                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6070         },
6071         {
6072                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6073                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6074                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6075                 .read = mem_cgroup_read,
6076         },
6077         {
6078                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6079                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6080                 .write_string = mem_cgroup_write,
6081                 .read = mem_cgroup_read,
6082         },
6083         {
6084                 .name = "memsw.failcnt",
6085                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6086                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6087                 .read = mem_cgroup_read,
6088         },
6089         { },    /* terminate */
6090 };
6091 #endif
6092 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6093 {
6094         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6095         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6096         int zone, tmp = node;
6097         /*
6098          * This routine is called against possible nodes.
6099          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6100          *
6101          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6102          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6103          *       function.
6104          */
6105         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6106                 tmp = -1;
6107         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6108         if (!pn)
6109                 return 1;
6110
6111         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6112                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6113                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6114                 mz->usage_in_excess = 0;
6115                 mz->on_tree = false;
6116                 mz->memcg = memcg;
6117         }
6118         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6119         return 0;
6120 }
6121
6122 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6123 {
6124         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6125 }
6126
6127 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6128 {
6129         struct mem_cgroup *memcg;
6130         size_t size = memcg_size();
6131
6132         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6133         if (size < PAGE_SIZE)
6134                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6135         else
6136                 memcg = vzalloc(size);
6137
6138         if (!memcg)
6139                 return NULL;
6140
6141         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6142         if (!memcg->stat)
6143                 goto out_free;
6144         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6145         return memcg;
6146
6147 out_free:
6148         if (size < PAGE_SIZE)
6149                 kfree(memcg);
6150         else
6151                 vfree(memcg);
6152         return NULL;
6153 }
6154
6155 /*
6156  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6157  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6158  *
6159  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6160  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6161  * it goes down to 0.
6162  *
6163  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6164  */
6165
6166 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6167 {
6168         int node;
6169         size_t size = memcg_size();
6170
6171         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6172         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6173
6174         for_each_node(node)
6175                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6176
6177         free_percpu(memcg->stat);
6178
6179         /*
6180          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6181          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6182          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6183          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6184          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6185          *
6186          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6187          * to move this code around, and make sure it is outside
6188          * the cgroup_lock.
6189          */
6190         disarm_static_keys(memcg);
6191         if (size < PAGE_SIZE)
6192                 kfree(memcg);
6193         else
6194                 vfree(memcg);
6195 }
6196
6197 /*
6198  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6199  */
6200 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6201 {
6202         if (!memcg->res.parent)
6203                 return NULL;
6204         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6205 }
6206 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6207
6208 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6209 {
6210         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6211         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6212         int tmp, node, zone;
6213
6214         for_each_node(node) {
6215                 tmp = node;
6216                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6217                         tmp = -1;
6218                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6219                 BUG_ON(!rtpn);
6220
6221                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6222
6223                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6224                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6225                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6226                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6227                 }
6228         }
6229 }
6230
6231 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6232 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6233 {
6234         struct mem_cgroup *memcg;
6235         long error = -ENOMEM;
6236         int node;
6237
6238         memcg = mem_cgroup_alloc();
6239         if (!memcg)
6240                 return ERR_PTR(error);
6241
6242         for_each_node(node)
6243                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6244                         goto free_out;
6245
6246         /* root ? */
6247         if (parent_css == NULL) {
6248                 root_mem_cgroup = memcg;
6249                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6250                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6251                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6252         }
6253
6254         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6255         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6256         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6257         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6258         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6259         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6260
6261         return &memcg->css;
6262
6263 free_out:
6264         __mem_cgroup_free(memcg);
6265         return ERR_PTR(error);
6266 }
6267
6268 static int
6269 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6270 {
6271         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6272         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6273         int error = 0;
6274
6275         if (!parent)
6276                 return 0;
6277
6278         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6279
6280         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6281         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6282         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6283
6284         if (parent->use_hierarchy) {
6285                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6286                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6287                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6288
6289                 /*
6290                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6291                  * core guarantees its existence.
6292                  */
6293         } else {
6294                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6295                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6296                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6297                 /*
6298                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6299                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6300                  * unfortunate state in our controller.
6301                  */
6302                 if (parent != root_mem_cgroup)
6303                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6304         }
6305
6306         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6307         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6308         return error;
6309 }
6310
6311 /*
6312  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6313  */
6314 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6315 {
6316         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6317
6318         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6319                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6320
6321         /*
6322          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6323          * explicitely.
6324          */
6325         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6326                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6327 }
6328
6329 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6330 {
6331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6332
6333         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6334
6335         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6336         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6337         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6338         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6339 }
6340
6341 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6342 {
6343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6344
6345         memcg_destroy_kmem(memcg);
6346         __mem_cgroup_free(memcg);
6347 }
6348
6349 #ifdef CONFIG_MMU
6350 /* Handlers for move charge at task migration. */
6351 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6352 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6353 {
6354         int ret = 0;
6355         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6356         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6357
6358         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6359                 mc.precharge += count;
6360                 /* we don't need css_get for root */
6361                 return ret;
6362         }
6363         /* try to charge at once */
6364         if (count > 1) {
6365                 struct res_counter *dummy;
6366                 /*
6367                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6368                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6369                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6370                  * css_get().
6371                  */
6372                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6373                         goto one_by_one;
6374                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6375                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6376                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6377                         goto one_by_one;
6378                 }
6379                 mc.precharge += count;
6380                 return ret;
6381         }
6382 one_by_one:
6383         /* fall back to one by one charge */
6384         while (count--) {
6385                 if (signal_pending(current)) {
6386                         ret = -EINTR;
6387                         break;
6388                 }
6389                 if (!batch_count--) {
6390                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6391                         cond_resched();
6392                 }
6393                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6394                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6395                 if (ret)
6396                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6397                         return ret;
6398                 mc.precharge++;
6399         }
6400         return ret;
6401 }
6402
6403 /**
6404  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6405  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6406  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6407  * @ptent: the pte to be checked
6408  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6409  *
6410  * Returns
6411  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6412  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6413  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6414  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6415  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6416  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6417  *     in target->ent.
6418  *
6419  * Called with pte lock held.
6420  */
6421 union mc_target {
6422         struct page     *page;
6423         swp_entry_t     ent;
6424 };
6425
6426 enum mc_target_type {
6427         MC_TARGET_NONE = 0,
6428         MC_TARGET_PAGE,
6429         MC_TARGET_SWAP,
6430 };
6431
6432 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6433                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6434 {
6435         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6436
6437         if (!page || !page_mapped(page))
6438                 return NULL;
6439         if (PageAnon(page)) {
6440                 /* we don't move shared anon */
6441                 if (!move_anon())
6442                         return NULL;
6443         } else if (!move_file())
6444                 /* we ignore mapcount for file pages */
6445                 return NULL;
6446         if (!get_page_unless_zero(page))
6447                 return NULL;
6448
6449         return page;
6450 }
6451
6452 #ifdef CONFIG_SWAP
6453 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6454                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6455 {
6456         struct page *page = NULL;
6457         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6458
6459         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6460                 return NULL;
6461         /*
6462          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6463          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6464          */
6465         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6466         if (do_swap_account)
6467                 entry->val = ent.val;
6468
6469         return page;
6470 }
6471 #else
6472 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6473                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6474 {
6475         return NULL;
6476 }
6477 #endif
6478
6479 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6480                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6481 {
6482         struct page *page = NULL;
6483         struct address_space *mapping;
6484         pgoff_t pgoff;
6485
6486         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6487                 return NULL;
6488         if (!move_file())
6489                 return NULL;
6490
6491         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6492         if (pte_none(ptent))
6493                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6494         else /* pte_file(ptent) is true */
6495                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6496
6497         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6498         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6499
6500 #ifdef CONFIG_SWAP
6501         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6502         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6503                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6504                 if (do_swap_account)
6505                         *entry = swap;
6506                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6507         }
6508 #endif
6509         return page;
6510 }
6511
6512 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6513                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6514 {
6515         struct page *page = NULL;
6516         struct page_cgroup *pc;
6517         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6518         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6519
6520         if (pte_present(ptent))
6521                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6522         else if (is_swap_pte(ptent))
6523                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6524         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6525                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6526
6527         if (!page && !ent.val)
6528                 return ret;
6529         if (page) {
6530                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6531                 /*
6532                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6533                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6534                  * the lock.
6535                  */
6536                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6537                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6538                         if (target)
6539                                 target->page = page;
6540                 }
6541                 if (!ret || !target)
6542                         put_page(page);
6543         }
6544         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6545         if (ent.val && !ret &&
6546                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6547                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6548                 if (target)
6549                         target->ent = ent;
6550         }
6551         return ret;
6552 }
6553
6554 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6555 /*
6556  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6557  * support them for now.
6558  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6559  */
6560 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6561                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6562 {
6563         struct page *page = NULL;
6564         struct page_cgroup *pc;
6565         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6566
6567         page = pmd_page(pmd);
6568         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6569         if (!move_anon())
6570                 return ret;
6571         pc = lookup_page_cgroup(page);
6572         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6573                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6574                 if (target) {
6575                         get_page(page);
6576                         target->page = page;
6577                 }
6578         }
6579         return ret;
6580 }
6581 #else
6582 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6583                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6584 {
6585         return MC_TARGET_NONE;
6586 }
6587 #endif
6588
6589 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6590                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6591                                         struct mm_walk *walk)
6592 {
6593         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6594         pte_t *pte;
6595         spinlock_t *ptl;
6596
6597         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6598                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6599                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6600                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6601                 return 0;
6602         }
6603
6604         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6605                 return 0;
6606         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6607         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6608                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6609                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6610         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6611         cond_resched();
6612
6613         return 0;
6614 }
6615
6616 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6617 {
6618         unsigned long precharge;
6619         struct vm_area_struct *vma;
6620
6621         down_read(&mm->mmap_sem);
6622         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6623                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6624                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6625                         .mm = mm,
6626                         .private = vma,
6627                 };
6628                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6629                         continue;
6630                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6631                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6632         }
6633         up_read(&mm->mmap_sem);
6634
6635         precharge = mc.precharge;
6636         mc.precharge = 0;
6637
6638         return precharge;
6639 }
6640
6641 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6642 {
6643         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6644
6645         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6646         mc.moving_task = current;
6647         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6648 }
6649
6650 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6651 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6652 {
6653         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6654         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6655         int i;
6656
6657         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6658         if (mc.precharge) {
6659                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6660                 mc.precharge = 0;
6661         }
6662         /*
6663          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6664          * we must uncharge here.
6665          */
6666         if (mc.moved_charge) {
6667                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6668                 mc.moved_charge = 0;
6669         }
6670         /* we must fixup refcnts and charges */
6671         if (mc.moved_swap) {
6672                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6673                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6674                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6675                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6676
6677                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6678                         css_put(&mc.from->css);
6679
6680                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6681                         /*
6682                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6683                          * uncharge to->res.
6684                          */
6685                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6686                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6687                 }
6688                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6689                 mc.moved_swap = 0;
6690         }
6691         memcg_oom_recover(from);
6692         memcg_oom_recover(to);
6693         wake_up_all(&mc.waitq);
6694 }
6695
6696 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6697 {
6698         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6699
6700         /*
6701          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6702          * task migration.
6703          */
6704         mc.moving_task = NULL;
6705         __mem_cgroup_clear_mc();
6706         spin_lock(&mc.lock);
6707         mc.from = NULL;
6708         mc.to = NULL;
6709         spin_unlock(&mc.lock);
6710         mem_cgroup_end_move(from);
6711 }
6712
6713 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6714                                  struct cgroup_taskset *tset)
6715 {
6716         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6717         int ret = 0;
6718         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6719         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6720
6721         /*
6722          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6723          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6724          * So we need to save it, and keep it going.
6725          */
6726         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6727         if (move_charge_at_immigrate) {
6728                 struct mm_struct *mm;
6729                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6730
6731                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6732
6733                 mm = get_task_mm(p);
6734                 if (!mm)
6735                         return 0;
6736                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6737                 if (mm->owner == p) {
6738                         VM_BUG_ON(mc.from);
6739                         VM_BUG_ON(mc.to);
6740                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6741                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6742                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6743                         mem_cgroup_start_move(from);
6744                         spin_lock(&mc.lock);
6745                         mc.from = from;
6746                         mc.to = memcg;
6747                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6748                         spin_unlock(&mc.lock);
6749                         /* We set mc.moving_task later */
6750
6751                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6752                         if (ret)
6753                                 mem_cgroup_clear_mc();
6754                 }
6755                 mmput(mm);
6756         }
6757         return ret;
6758 }
6759
6760 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6761                                      struct cgroup_taskset *tset)
6762 {
6763         mem_cgroup_clear_mc();
6764 }
6765
6766 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6767                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6768                                 struct mm_walk *walk)
6769 {
6770         int ret = 0;
6771         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6772         pte_t *pte;
6773         spinlock_t *ptl;
6774         enum mc_target_type target_type;
6775         union mc_target target;
6776         struct page *page;
6777         struct page_cgroup *pc;
6778
6779         /*
6780          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6781          * happens because:
6782          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6783          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6784          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6785          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6786          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6787          *    part of thp split is not executed yet.
6788          */
6789         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6790                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6791                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6792                         return 0;
6793                 }
6794                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6795                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6796                         page = target.page;
6797                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6798                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6799                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6800                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6801                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6802                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6803                                 }
6804                                 putback_lru_page(page);
6805                         }
6806                         put_page(page);
6807                 }
6808                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6809                 return 0;
6810         }
6811
6812         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6813                 return 0;
6814 retry:
6815         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6816         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6817                 pte_t ptent = *(pte++);
6818                 swp_entry_t ent;
6819
6820                 if (!mc.precharge)
6821                         break;
6822
6823                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6824                 case MC_TARGET_PAGE:
6825                         page = target.page;
6826                         if (isolate_lru_page(page))
6827                                 goto put;
6828                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6829                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6830                                                      mc.from, mc.to)) {
6831                                 mc.precharge--;
6832                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6833                                 mc.moved_charge++;
6834                         }
6835                         putback_lru_page(page);
6836 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6837                         put_page(page);
6838                         break;
6839                 case MC_TARGET_SWAP:
6840                         ent = target.ent;
6841                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6842                                 mc.precharge--;
6843                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6844                                 mc.moved_swap++;
6845                         }
6846                         break;
6847                 default:
6848                         break;
6849                 }
6850         }
6851         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6852         cond_resched();
6853
6854         if (addr != end) {
6855                 /*
6856                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6857                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6858                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6859                  * phase.
6860                  */
6861                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6862                 if (!ret)
6863                         goto retry;
6864         }
6865
6866         return ret;
6867 }
6868
6869 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6870 {
6871         struct vm_area_struct *vma;
6872
6873         lru_add_drain_all();
6874 retry:
6875         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6876                 /*
6877                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6878                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6879                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6880                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6881                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6882                  */
6883                 __mem_cgroup_clear_mc();
6884                 cond_resched();
6885                 goto retry;
6886         }
6887         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6888                 int ret;
6889                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6890                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6891                         .mm = mm,
6892                         .private = vma,
6893                 };
6894                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6895                         continue;
6896                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6897                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6898                 if (ret)
6899                         /*
6900                          * means we have consumed all precharges and failed in
6901                          * doing additional charge. Just abandon here.
6902                          */
6903                         break;
6904         }
6905         up_read(&mm->mmap_sem);
6906 }
6907
6908 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6909                                  struct cgroup_taskset *tset)
6910 {
6911         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6912         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6913
6914         if (mm) {
6915                 if (mc.to)
6916                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6917                 mmput(mm);
6918         }
6919         if (mc.to)
6920                 mem_cgroup_clear_mc();
6921 }
6922 #else   /* !CONFIG_MMU */
6923 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6924                                  struct cgroup_taskset *tset)
6925 {
6926         return 0;
6927 }
6928 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6929                                      struct cgroup_taskset *tset)
6930 {
6931 }
6932 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6933                                  struct cgroup_taskset *tset)
6934 {
6935 }
6936 #endif
6937
6938 /*
6939  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6940  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6941  */
6942 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6943 {
6944         /*
6945          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6946          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6947          * on for the root memcg is enough.
6948          */
6949         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6950                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6951 }
6952
6953 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6954         .name = "memory",
6955         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6956         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6957         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6958         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6959         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6960         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6961         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6962         .attach = mem_cgroup_move_task,
6963         .bind = mem_cgroup_bind,
6964         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6965         .early_init = 0,
6966         .use_id = 1,
6967 };
6968
6969 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6970 static int __init enable_swap_account(char *s)
6971 {
6972         if (!strcmp(s, "1"))
6973                 really_do_swap_account = 1;
6974         else if (!strcmp(s, "0"))
6975                 really_do_swap_account = 0;
6976         return 1;
6977 }
6978 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6979
6980 static void __init memsw_file_init(void)
6981 {
6982         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6983 }
6984
6985 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6986 {
6987         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6988                 do_swap_account = 1;
6989                 memsw_file_init();
6990         }
6991 }
6992
6993 #else
6994 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6995 {
6996 }
6997 #endif
6998
6999 /*
7000  * subsys_initcall() for memory controller.
7001  *
7002  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7003  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7004  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7005  * be initialized from here.
7006  */
7007 static int __init mem_cgroup_init(void)
7008 {
7009         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7010         enable_swap_cgroup();
7011         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7012         memcg_stock_init();
7013         return 0;
7014 }
7015 subsys_initcall(mem_cgroup_init);