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