Merge tag 'omap-for-v3.11/fixes-for-merge-window' of git://git.kernel.org/pub/scm...
[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/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 struct mem_cgroup_lru_info {
191         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
192 };
193
194 /*
195  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
196  * their hierarchy representation
197  */
198
199 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
200         struct rb_root rb_root;
201         spinlock_t lock;
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree_per_node {
205         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_tree {
209         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
210 };
211
212 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
213
214 struct mem_cgroup_threshold {
215         struct eventfd_ctx *eventfd;
216         u64 threshold;
217 };
218
219 /* For threshold */
220 struct mem_cgroup_threshold_ary {
221         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
222         int current_threshold;
223         /* Size of entries[] */
224         unsigned int size;
225         /* Array of thresholds */
226         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
227 };
228
229 struct mem_cgroup_thresholds {
230         /* Primary thresholds array */
231         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
232         /*
233          * Spare threshold array.
234          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
235          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
236          */
237         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
238 };
239
240 /* for OOM */
241 struct mem_cgroup_eventfd_list {
242         struct list_head list;
243         struct eventfd_ctx *eventfd;
244 };
245
246 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
247 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
248
249 /*
250  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
251  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
252  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
253  * to help the administrator determine what knobs to tune.
254  *
255  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
256  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
257  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
258  * a feature that will be implemented much later in the future.
259  */
260 struct mem_cgroup {
261         struct cgroup_subsys_state css;
262         /*
263          * the counter to account for memory usage
264          */
265         struct res_counter res;
266
267         /* vmpressure notifications */
268         struct vmpressure vmpressure;
269
270         union {
271                 /*
272                  * the counter to account for mem+swap usage.
273                  */
274                 struct res_counter memsw;
275
276                 /*
277                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
278                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
279                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
280                  * in a union with the res field, but res plays a much
281                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
282                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
283                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
284                  */
285                 struct rcu_head rcu_freeing;
286                 /*
287                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
288                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
289                  */
290                 struct work_struct work_freeing;
291         };
292
293         /*
294          * the counter to account for kernel memory usage.
295          */
296         struct res_counter kmem;
297         /*
298          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
299          */
300         bool use_hierarchy;
301         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
302
303         bool            oom_lock;
304         atomic_t        under_oom;
305
306         atomic_t        refcnt;
307
308         int     swappiness;
309         /* OOM-Killer disable */
310         int             oom_kill_disable;
311
312         /* set when res.limit == memsw.limit */
313         bool            memsw_is_minimum;
314
315         /* protect arrays of thresholds */
316         struct mutex thresholds_lock;
317
318         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
319         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
320
321         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
322         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
323
324         /* For oom notifier event fd */
325         struct list_head oom_notify;
326
327         /*
328          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
329          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
330          */
331         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
332         /*
333          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
334          */
335         atomic_t        moving_account;
336         /* taken only while moving_account > 0 */
337         spinlock_t      move_lock;
338         /*
339          * percpu counter.
340          */
341         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
342         /*
343          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
344          * See mem_cgroup_read_stat().
345          */
346         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
347         spinlock_t pcp_counter_lock;
348
349         atomic_t        dead_count;
350 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
351         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
352 #endif
353 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
354         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
355         struct list_head memcg_slab_caches;
356         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
357         struct mutex slab_caches_mutex;
358         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
359         int kmemcg_id;
360 #endif
361
362         int last_scanned_node;
363 #if MAX_NUMNODES > 1
364         nodemask_t      scan_nodes;
365         atomic_t        numainfo_events;
366         atomic_t        numainfo_updating;
367 #endif
368
369         /*
370          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
371          * per zone LRU lists.
372          *
373          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
374          * add new fields after this point.
375          */
376         struct mem_cgroup_lru_info info;
377 };
378
379 static size_t memcg_size(void)
380 {
381         return sizeof(struct mem_cgroup) +
382                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
383 }
384
385 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
386 enum {
387         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
388         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
389         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
390 };
391
392 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
393 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
394                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
395
396 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
397 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
400 }
401
402 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
403 {
404         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
405 }
406
407 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
408 {
409         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
410 }
411
412 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
413 {
414         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416
417 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
418 {
419         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
420                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
421 }
422
423 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
426                                   &memcg->kmem_account_flags);
427 }
428 #endif
429
430 /* Stuffs for move charges at task migration. */
431 /*
432  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
433  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
434  */
435 enum move_type {
436         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
437         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
438         NR_MOVE_TYPE,
439 };
440
441 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
442 static struct move_charge_struct {
443         spinlock_t        lock; /* for from, to */
444         struct mem_cgroup *from;
445         struct mem_cgroup *to;
446         unsigned long immigrate_flags;
447         unsigned long precharge;
448         unsigned long moved_charge;
449         unsigned long moved_swap;
450         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
451         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
452 } mc = {
453         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
454         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
455 };
456
457 static bool move_anon(void)
458 {
459         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
460 }
461
462 static bool move_file(void)
463 {
464         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
465 }
466
467 /*
468  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
469  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
470  */
471 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
472 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
473
474 enum charge_type {
475         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
476         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
477         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
478         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
479         NR_CHARGE_TYPE,
480 };
481
482 /* for encoding cft->private value on file */
483 enum res_type {
484         _MEM,
485         _MEMSWAP,
486         _OOM_TYPE,
487         _KMEM,
488 };
489
490 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
491 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
492 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
493 /* Used for OOM nofiier */
494 #define OOM_CONTROL             (0)
495
496 /*
497  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
498  */
499 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
500 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
501 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
502 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
503
504 /*
505  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
506  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
507  * appearing has to hold it as well.
508  */
509 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
510
511 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
512 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
513
514 static inline
515 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
516 {
517         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
518 }
519
520 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
521 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
522 {
523         if (!memcg)
524                 memcg = root_mem_cgroup;
525         return &memcg->vmpressure;
526 }
527
528 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
529 {
530         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
531 }
532
533 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
534 {
535         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
536 }
537
538 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
539 {
540         return (memcg == root_mem_cgroup);
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                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
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) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
572                         mem_cgroup_get(memcg);
573                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
574                 }
575                 rcu_read_unlock();
576         }
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
579
580 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
581 {
582         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
583                 struct mem_cgroup *memcg;
584                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
585                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
586                 mem_cgroup_put(memcg);
587         }
588 }
589
590 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
591 {
592         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
593                 return NULL;
594
595         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
598
599 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
600 {
601         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
602                 return;
603         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
604 }
605 #else
606 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
607 {
608 }
609 #endif
610
611 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
612 /*
613  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
614  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
615  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
616  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
617  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
618  *     200 entry array for that.
619  *
620  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
621  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
622  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
623  *     core for this
624  *
625  * The current size of the caches array is stored in
626  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
627  * increase it.
628  */
629 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
630 int memcg_limited_groups_array_size;
631
632 /*
633  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
634  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
635  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
636  * tunable, but that is strictly not necessary.
637  *
638  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
639  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
640  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
641  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
642  * increase ours as well if it increases.
643  */
644 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
645 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
646
647 /*
648  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
649  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
650  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
651  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
652  */
653 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
654 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
655
656 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
659                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
660                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
661         }
662         /*
663          * This check can't live in kmem destruction function,
664          * since the charges will outlive the cgroup
665          */
666         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
667 }
668 #else
669 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
670 {
671 }
672 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
673
674 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
675 {
676         disarm_sock_keys(memcg);
677         disarm_kmem_keys(memcg);
678 }
679
680 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
681
682 static struct mem_cgroup_per_zone *
683 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
684 {
685         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
686         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
687 }
688
689 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
690 {
691         return &memcg->css;
692 }
693
694 static struct mem_cgroup_per_zone *
695 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
696 {
697         int nid = page_to_nid(page);
698         int zid = page_zonenum(page);
699
700         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
701 }
702
703 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
704 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
705 {
706         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
707 }
708
709 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
710 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
711 {
712         int nid = page_to_nid(page);
713         int zid = page_zonenum(page);
714
715         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
716 }
717
718 static void
719 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
720                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
721                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
722                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
723 {
724         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
725         struct rb_node *parent = NULL;
726         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
727
728         if (mz->on_tree)
729                 return;
730
731         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
732         if (!mz->usage_in_excess)
733                 return;
734         while (*p) {
735                 parent = *p;
736                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
737                                         tree_node);
738                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
739                         p = &(*p)->rb_left;
740                 /*
741                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
742                  * limit by the same amount
743                  */
744                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
745                         p = &(*p)->rb_right;
746         }
747         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
748         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
749         mz->on_tree = true;
750 }
751
752 static void
753 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
754                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         if (!mz->on_tree)
758                 return;
759         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
760         mz->on_tree = false;
761 }
762
763 static void
764 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
765                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
766                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
767 {
768         spin_lock(&mctz->lock);
769         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770         spin_unlock(&mctz->lock);
771 }
772
773
774 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
775 {
776         unsigned long long excess;
777         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
778         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
779         int nid = page_to_nid(page);
780         int zid = page_zonenum(page);
781         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
782
783         /*
784          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
785          * because their event counter is not touched.
786          */
787         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
788                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
789                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
790                 /*
791                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
792                  * mem is over its softlimit.
793                  */
794                 if (excess || mz->on_tree) {
795                         spin_lock(&mctz->lock);
796                         /* if on-tree, remove it */
797                         if (mz->on_tree)
798                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
799                         /*
800                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
801                          * If excess is 0, no tree ops.
802                          */
803                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
804                         spin_unlock(&mctz->lock);
805                 }
806         }
807 }
808
809 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
810 {
811         int node, zone;
812         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
813         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
814
815         for_each_node(node) {
816                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
817                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
818                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
819                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
820                 }
821         }
822 }
823
824 static struct mem_cgroup_per_zone *
825 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
826 {
827         struct rb_node *rightmost = NULL;
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830 retry:
831         mz = NULL;
832         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
833         if (!rightmost)
834                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
835
836         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
837         /*
838          * Remove the node now but someone else can add it back,
839          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
840          * position in the tree.
841          */
842         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
843         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
844                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
845                 goto retry;
846 done:
847         return mz;
848 }
849
850 static struct mem_cgroup_per_zone *
851 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
852 {
853         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
854
855         spin_lock(&mctz->lock);
856         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
857         spin_unlock(&mctz->lock);
858         return mz;
859 }
860
861 /*
862  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
863  *
864  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
865  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
866  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
867  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
868  *
869  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
870  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
871  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
872  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
873  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
874  *
875  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
876  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
877  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
878  * implemented.
879  */
880 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
881                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
882 {
883         long val = 0;
884         int cpu;
885
886         get_online_cpus();
887         for_each_online_cpu(cpu)
888                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
889 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
890         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
891         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
892         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
893 #endif
894         put_online_cpus();
895         return val;
896 }
897
898 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
899                                          bool charge)
900 {
901         int val = (charge) ? 1 : -1;
902         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
903 }
904
905 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
906                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
907 {
908         unsigned long val = 0;
909         int cpu;
910
911         for_each_online_cpu(cpu)
912                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
913 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
914         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
915         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
916         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
917 #endif
918         return val;
919 }
920
921 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
922                                          struct page *page,
923                                          bool anon, int nr_pages)
924 {
925         preempt_disable();
926
927         /*
928          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
929          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
930          */
931         if (anon)
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
933                                 nr_pages);
934         else
935                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
936                                 nr_pages);
937
938         if (PageTransHuge(page))
939                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
940                                 nr_pages);
941
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
945         else {
946                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
951
952         preempt_enable();
953 }
954
955 unsigned long
956 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
957 {
958         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959
960         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
961         return mz->lru_size[lru];
962 }
963
964 static unsigned long
965 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
966                         unsigned int lru_mask)
967 {
968         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
969         enum lru_list lru;
970         unsigned long ret = 0;
971
972         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
973
974         for_each_lru(lru) {
975                 if (BIT(lru) & lru_mask)
976                         ret += mz->lru_size[lru];
977         }
978         return ret;
979 }
980
981 static unsigned long
982 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
983                         int nid, unsigned int lru_mask)
984 {
985         u64 total = 0;
986         int zid;
987
988         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
989                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
990                                                 nid, zid, lru_mask);
991
992         return total;
993 }
994
995 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
996                         unsigned int lru_mask)
997 {
998         int nid;
999         u64 total = 0;
1000
1001         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1002                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1003         return total;
1004 }
1005
1006 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1007                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1008 {
1009         unsigned long val, next;
1010
1011         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1012         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1013         /* from time_after() in jiffies.h */
1014         if ((long)next - (long)val < 0) {
1015                 switch (target) {
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1017                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1020                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1021                         break;
1022                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1023                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1024                         break;
1025                 default:
1026                         break;
1027                 }
1028                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1029                 return true;
1030         }
1031         return false;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Check events in order.
1036  *
1037  */
1038 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1039 {
1040         preempt_disable();
1041         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1042         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1043                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1044                 bool do_softlimit;
1045                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1046
1047                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1048                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1049 #if MAX_NUMNODES > 1
1050                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1051                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1052 #endif
1053                 preempt_enable();
1054
1055                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1056                 if (unlikely(do_softlimit))
1057                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1058 #if MAX_NUMNODES > 1
1059                 if (unlikely(do_numainfo))
1060                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1061 #endif
1062         } else
1063                 preempt_enable();
1064 }
1065
1066 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1067 {
1068         return mem_cgroup_from_css(
1069                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1070 }
1071
1072 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1073 {
1074         /*
1075          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1076          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1077          * So this can be called with p == NULL.
1078          */
1079         if (unlikely(!p))
1080                 return NULL;
1081
1082         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1083 }
1084
1085 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1086 {
1087         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1088
1089         if (!mm)
1090                 return NULL;
1091         /*
1092          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1093          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1094          * pessimistic (rather than adding locks here).
1095          */
1096         rcu_read_lock();
1097         do {
1098                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1099                 if (unlikely(!memcg))
1100                         break;
1101         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1102         rcu_read_unlock();
1103         return memcg;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1108  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1109  *
1110  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1111  */
1112 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1113                 struct mem_cgroup *last_visited)
1114 {
1115         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1116
1117         /*
1118          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1119          * explicit visit.
1120          */
1121         if (!last_visited)
1122                 return root;
1123
1124         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1125                 : last_visited->css.cgroup;
1126 skip_node:
1127         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1128                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1129
1130         /*
1131          * Even if we found a group we have to make sure it is
1132          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1133          * skipped and we should continue the tree walk.
1134          * last_visited css is safe to use because it is
1135          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1136          */
1137         if (next_cgroup) {
1138                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1139                                 next_cgroup);
1140                 if (css_tryget(&mem->css))
1141                         return mem;
1142                 else {
1143                         prev_cgroup = next_cgroup;
1144                         goto skip_node;
1145                 }
1146         }
1147
1148         return NULL;
1149 }
1150
1151 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1152 {
1153         /*
1154          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1155          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1156          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1157          */
1158         atomic_inc(&root->dead_count);
1159 }
1160
1161 static struct mem_cgroup *
1162 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1163                      struct mem_cgroup *root,
1164                      int *sequence)
1165 {
1166         struct mem_cgroup *position = NULL;
1167         /*
1168          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1169          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1170          *
1171          * If the iterator is valid, we may still race with an
1172          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1173          * released, tryget will fail if we lost the race.
1174          */
1175         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1176         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1177                 smp_rmb();
1178                 position = iter->last_visited;
1179                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1180                         position = NULL;
1181         }
1182         return position;
1183 }
1184
1185 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1186                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1187                                    struct mem_cgroup *new_position,
1188                                    int sequence)
1189 {
1190         if (last_visited)
1191                 css_put(&last_visited->css);
1192         /*
1193          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1194          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1195          * don't lose destruction events in between.  We could have
1196          * raced with the destruction of @new_position after all.
1197          */
1198         iter->last_visited = new_position;
1199         smp_wmb();
1200         iter->last_dead_count = sequence;
1201 }
1202
1203 /**
1204  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1205  * @root: hierarchy root
1206  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1207  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1208  *
1209  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1210  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1211  *
1212  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1213  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1214  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1215  *
1216  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1217  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1218  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1219  */
1220 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1221                                    struct mem_cgroup *prev,
1222                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1223 {
1224         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1225         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1226
1227         if (mem_cgroup_disabled())
1228                 return NULL;
1229
1230         if (!root)
1231                 root = root_mem_cgroup;
1232
1233         if (prev && !reclaim)
1234                 last_visited = prev;
1235
1236         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1237                 if (prev)
1238                         goto out_css_put;
1239                 return root;
1240         }
1241
1242         rcu_read_lock();
1243         while (!memcg) {
1244                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1245                 int uninitialized_var(seq);
1246
1247                 if (reclaim) {
1248                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1249                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1250                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1251
1252                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1253                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1254                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1255                                 iter->last_visited = NULL;
1256                                 goto out_unlock;
1257                         }
1258
1259                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1260                 }
1261
1262                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1263
1264                 if (reclaim) {
1265                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1266
1267                         if (!memcg)
1268                                 iter->generation++;
1269                         else if (!prev && memcg)
1270                                 reclaim->generation = iter->generation;
1271                 }
1272
1273                 if (prev && !memcg)
1274                         goto out_unlock;
1275         }
1276 out_unlock:
1277         rcu_read_unlock();
1278 out_css_put:
1279         if (prev && prev != root)
1280                 css_put(&prev->css);
1281
1282         return memcg;
1283 }
1284
1285 /**
1286  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1287  * @root: hierarchy root
1288  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1289  */
1290 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1291                            struct mem_cgroup *prev)
1292 {
1293         if (!root)
1294                 root = root_mem_cgroup;
1295         if (prev && prev != root)
1296                 css_put(&prev->css);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1301  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1302  * be used for reference counting.
1303  */
1304 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1305         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1306              iter != NULL;                              \
1307              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1308
1309 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1310         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1311              iter != NULL;                              \
1312              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1313
1314 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1315 {
1316         struct mem_cgroup *memcg;
1317
1318         rcu_read_lock();
1319         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1320         if (unlikely(!memcg))
1321                 goto out;
1322
1323         switch (idx) {
1324         case PGFAULT:
1325                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1326                 break;
1327         case PGMAJFAULT:
1328                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1329                 break;
1330         default:
1331                 BUG();
1332         }
1333 out:
1334         rcu_read_unlock();
1335 }
1336 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1337
1338 /**
1339  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1340  * @zone: zone of the wanted lruvec
1341  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1342  *
1343  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1344  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1345  * is disabled.
1346  */
1347 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1348                                       struct mem_cgroup *memcg)
1349 {
1350         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1351         struct lruvec *lruvec;
1352
1353         if (mem_cgroup_disabled()) {
1354                 lruvec = &zone->lruvec;
1355                 goto out;
1356         }
1357
1358         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1359         lruvec = &mz->lruvec;
1360 out:
1361         /*
1362          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1363          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1364          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1365          */
1366         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1367                 lruvec->zone = zone;
1368         return lruvec;
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1373  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1374  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1375  *
1376  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1377  * 1. charge
1378  * 2. moving account
1379  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1380  * It is added to LRU before charge.
1381  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1382  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1383  */
1384
1385 /**
1386  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1387  * @page: the page
1388  * @zone: zone of the page
1389  */
1390 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1391 {
1392         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1393         struct mem_cgroup *memcg;
1394         struct page_cgroup *pc;
1395         struct lruvec *lruvec;
1396
1397         if (mem_cgroup_disabled()) {
1398                 lruvec = &zone->lruvec;
1399                 goto out;
1400         }
1401
1402         pc = lookup_page_cgroup(page);
1403         memcg = pc->mem_cgroup;
1404
1405         /*
1406          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1407          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1408          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1409          *
1410          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1411          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1412          * of pc->mem_cgroup safe.
1413          */
1414         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1415                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1416
1417         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1418         lruvec = &mz->lruvec;
1419 out:
1420         /*
1421          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1422          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1423          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1424          */
1425         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1426                 lruvec->zone = zone;
1427         return lruvec;
1428 }
1429
1430 /**
1431  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1432  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1433  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1434  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1435  *
1436  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1437  * lru list.
1438  */
1439 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1440                                 int nr_pages)
1441 {
1442         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1443         unsigned long *lru_size;
1444
1445         if (mem_cgroup_disabled())
1446                 return;
1447
1448         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1449         lru_size = mz->lru_size + lru;
1450         *lru_size += nr_pages;
1451         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1456  * hierarchy subtree
1457  */
1458 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1459                                   struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         if (root_memcg == memcg)
1462                 return true;
1463         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1464                 return false;
1465         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1466 }
1467
1468 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1469                                        struct mem_cgroup *memcg)
1470 {
1471         bool ret;
1472
1473         rcu_read_lock();
1474         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1475         rcu_read_unlock();
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1480                         const struct mem_cgroup *memcg)
1481 {
1482         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1483         struct task_struct *p;
1484         bool ret;
1485
1486         p = find_lock_task_mm(task);
1487         if (p) {
1488                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1489                 task_unlock(p);
1490         } else {
1491                 /*
1492                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1493                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1494                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1495                  */
1496                 rcu_read_lock();
1497                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1498                 if (curr)
1499                         css_get(&curr->css);
1500                 rcu_read_unlock();
1501         }
1502         if (!curr)
1503                 return false;
1504         /*
1505          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1506          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1507          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1508          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1509          */
1510         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1511         css_put(&curr->css);
1512         return ret;
1513 }
1514
1515 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1516 {
1517         unsigned long inactive_ratio;
1518         unsigned long inactive;
1519         unsigned long active;
1520         unsigned long gb;
1521
1522         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1523         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1524
1525         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1526         if (gb)
1527                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1528         else
1529                 inactive_ratio = 1;
1530
1531         return inactive * inactive_ratio < active;
1532 }
1533
1534 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1535         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1536
1537 /**
1538  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1539  * @memcg: the memory cgroup
1540  *
1541  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1542  * pages.
1543  */
1544 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         unsigned long long margin;
1547
1548         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1549         if (do_swap_account)
1550                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1551         return margin >> PAGE_SHIFT;
1552 }
1553
1554 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1557
1558         /* root ? */
1559         if (cgrp->parent == NULL)
1560                 return vm_swappiness;
1561
1562         return memcg->swappiness;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1567  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1568  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1569  * rcu_read_lock(), like this:
1570  *
1571  *         CPU-A                                    CPU-B
1572  *                                              rcu_read_lock()
1573  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1574  *                                                   take heavy locks.
1575  *         synchronize_rcu()                    update something.
1576  *                                              rcu_read_unlock()
1577  *         start move here.
1578  */
1579
1580 /* for quick checking without looking up memcg */
1581 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1582
1583 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         atomic_inc(&memcg_moving);
1586         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1587         synchronize_rcu();
1588 }
1589
1590 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1591 {
1592         /*
1593          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1594          * We check NULL in callee rather than caller.
1595          */
1596         if (memcg) {
1597                 atomic_dec(&memcg_moving);
1598                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1599         }
1600 }
1601
1602 /*
1603  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1604  *
1605  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1606  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1607  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1608  *
1609  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1610  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1611  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1612  */
1613
1614 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1617         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1618 }
1619
1620 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1621 {
1622         struct mem_cgroup *from;
1623         struct mem_cgroup *to;
1624         bool ret = false;
1625         /*
1626          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1627          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1628          */
1629         spin_lock(&mc.lock);
1630         from = mc.from;
1631         to = mc.to;
1632         if (!from)
1633                 goto unlock;
1634
1635         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1636                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1637 unlock:
1638         spin_unlock(&mc.lock);
1639         return ret;
1640 }
1641
1642 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1643 {
1644         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1645                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1646                         DEFINE_WAIT(wait);
1647                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1648                         /* moving charge context might have finished. */
1649                         if (mc.moving_task)
1650                                 schedule();
1651                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1652                         return true;
1653                 }
1654         }
1655         return false;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Take this lock when
1660  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1661  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1662  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1663  */
1664 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1665                                   unsigned long *flags)
1666 {
1667         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1668 }
1669
1670 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1671                                 unsigned long *flags)
1672 {
1673         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1674 }
1675
1676 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1677 /**
1678  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1679  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1680  * @p: Task that is going to be killed
1681  *
1682  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1683  * enabled
1684  */
1685 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1686 {
1687         struct cgroup *task_cgrp;
1688         struct cgroup *mem_cgrp;
1689         /*
1690          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1691          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1692          * If this assumption is broken, revisit this code.
1693          */
1694         static char memcg_name[PATH_MAX];
1695         int ret;
1696         struct mem_cgroup *iter;
1697         unsigned int i;
1698
1699         if (!p)
1700                 return;
1701
1702         rcu_read_lock();
1703
1704         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1705         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1706
1707         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1708         if (ret < 0) {
1709                 /*
1710                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1711                  * But we'll still print out the usage information
1712                  */
1713                 rcu_read_unlock();
1714                 goto done;
1715         }
1716         rcu_read_unlock();
1717
1718         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1719
1720         rcu_read_lock();
1721         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1722         if (ret < 0) {
1723                 rcu_read_unlock();
1724                 goto done;
1725         }
1726         rcu_read_unlock();
1727
1728         /*
1729          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1730          */
1731         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1732 done:
1733
1734         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1736                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1737                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1738         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1739                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1740                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1741                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1742         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1743                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1744                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1745                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1746
1747         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1748                 pr_info("Memory cgroup stats");
1749
1750                 rcu_read_lock();
1751                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1752                 if (!ret)
1753                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1754                 rcu_read_unlock();
1755                 pr_cont(":");
1756
1757                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1758                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1759                                 continue;
1760                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1761                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1762                 }
1763
1764                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1765                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1766                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1767
1768                 pr_cont("\n");
1769         }
1770 }
1771
1772 /*
1773  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1774  * 1(self count) if no children.
1775  */
1776 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         int num = 0;
1779         struct mem_cgroup *iter;
1780
1781         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1782                 num++;
1783         return num;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1788  */
1789 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1790 {
1791         u64 limit;
1792
1793         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1794
1795         /*
1796          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1797          */
1798         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1799                 u64 memsw;
1800
1801                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1802                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1803
1804                 /*
1805                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1806                  * available to this memcg, return that limit.
1807                  */
1808                 limit = min(limit, memsw);
1809         }
1810
1811         return limit;
1812 }
1813
1814 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1815                                      int order)
1816 {
1817         struct mem_cgroup *iter;
1818         unsigned long chosen_points = 0;
1819         unsigned long totalpages;
1820         unsigned int points = 0;
1821         struct task_struct *chosen = NULL;
1822
1823         /*
1824          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1825          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1826          * quickly exit and free its memory.
1827          */
1828         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1829                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1830                 return;
1831         }
1832
1833         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1834         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1835         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1836                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1837                 struct cgroup_iter it;
1838                 struct task_struct *task;
1839
1840                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1841                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1842                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1843                                                         false)) {
1844                         case OOM_SCAN_SELECT:
1845                                 if (chosen)
1846                                         put_task_struct(chosen);
1847                                 chosen = task;
1848                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1849                                 get_task_struct(chosen);
1850                                 /* fall through */
1851                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1852                                 continue;
1853                         case OOM_SCAN_ABORT:
1854                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1855                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1856                                 if (chosen)
1857                                         put_task_struct(chosen);
1858                                 return;
1859                         case OOM_SCAN_OK:
1860                                 break;
1861                         };
1862                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1863                         if (points > chosen_points) {
1864                                 if (chosen)
1865                                         put_task_struct(chosen);
1866                                 chosen = task;
1867                                 chosen_points = points;
1868                                 get_task_struct(chosen);
1869                         }
1870                 }
1871                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1872         }
1873
1874         if (!chosen)
1875                 return;
1876         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1877         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1878                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1879 }
1880
1881 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1882                                         gfp_t gfp_mask,
1883                                         unsigned long flags)
1884 {
1885         unsigned long total = 0;
1886         bool noswap = false;
1887         int loop;
1888
1889         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1890                 noswap = true;
1891         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1892                 noswap = true;
1893
1894         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1895                 if (loop)
1896                         drain_all_stock_async(memcg);
1897                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1898                 /*
1899                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1900                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1901                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1902                  */
1903                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1904                         break;
1905                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1906                         break;
1907                 /*
1908                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1909                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1910                  */
1911                 if (loop && !total)
1912                         break;
1913         }
1914         return total;
1915 }
1916
1917 /**
1918  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1919  * @memcg: the target memcg
1920  * @nid: the node ID to be checked.
1921  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1922  *
1923  * This function returns whether the specified memcg contains any
1924  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1925  * pages in the node.
1926  */
1927 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1928                 int nid, bool noswap)
1929 {
1930         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1931                 return true;
1932         if (noswap || !total_swap_pages)
1933                 return false;
1934         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1935                 return true;
1936         return false;
1937
1938 }
1939 #if MAX_NUMNODES > 1
1940
1941 /*
1942  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1943  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1944  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1945  *
1946  */
1947 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1948 {
1949         int nid;
1950         /*
1951          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1952          * pagein/pageout changes since the last update.
1953          */
1954         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1955                 return;
1956         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1957                 return;
1958
1959         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1960         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1961
1962         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1963
1964                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1965                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1966         }
1967
1968         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1969         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1974  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1975  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1976  *
1977  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1978  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1979  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1980  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1981  *
1982  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1983  */
1984 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1985 {
1986         int node;
1987
1988         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1989         node = memcg->last_scanned_node;
1990
1991         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1992         if (node == MAX_NUMNODES)
1993                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1994         /*
1995          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1996          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1997          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1998          * we use curret node.
1999          */
2000         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
2001                 node = numa_node_id();
2002
2003         memcg->last_scanned_node = node;
2004         return node;
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2009  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2010  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2011  * enough new information. We need to do double check.
2012  */
2013 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2014 {
2015         int nid;
2016
2017         /*
2018          * quick check...making use of scan_node.
2019          * We can skip unused nodes.
2020          */
2021         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2022                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2023                      nid < MAX_NUMNODES;
2024                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2025
2026                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2027                                 return true;
2028                 }
2029         }
2030         /*
2031          * Check rest of nodes.
2032          */
2033         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2034                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2035                         continue;
2036                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2037                         return true;
2038         }
2039         return false;
2040 }
2041
2042 #else
2043 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2044 {
2045         return 0;
2046 }
2047
2048 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2049 {
2050         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2051 }
2052 #endif
2053
2054 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2055                                    struct zone *zone,
2056                                    gfp_t gfp_mask,
2057                                    unsigned long *total_scanned)
2058 {
2059         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2060         int total = 0;
2061         int loop = 0;
2062         unsigned long excess;
2063         unsigned long nr_scanned;
2064         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2065                 .zone = zone,
2066                 .priority = 0,
2067         };
2068
2069         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2070
2071         while (1) {
2072                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2073                 if (!victim) {
2074                         loop++;
2075                         if (loop >= 2) {
2076                                 /*
2077                                  * If we have not been able to reclaim
2078                                  * anything, it might because there are
2079                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2080                                  */
2081                                 if (!total)
2082                                         break;
2083                                 /*
2084                                  * We want to do more targeted reclaim.
2085                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2086                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2087                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2088                                  */
2089                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2090                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2091                                         break;
2092                         }
2093                         continue;
2094                 }
2095                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2096                         continue;
2097                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2098                                                      zone, &nr_scanned);
2099                 *total_scanned += nr_scanned;
2100                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2101                         break;
2102         }
2103         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2104         return total;
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2109  * If someone is running, return false.
2110  * Has to be called with memcg_oom_lock
2111  */
2112 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2115
2116         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2117                 if (iter->oom_lock) {
2118                         /*
2119                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2120                          * so we cannot give a lock.
2121                          */
2122                         failed = iter;
2123                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2124                         break;
2125                 } else
2126                         iter->oom_lock = true;
2127         }
2128
2129         if (!failed)
2130                 return true;
2131
2132         /*
2133          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2134          * what we set up to the failing subtree
2135          */
2136         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2137                 if (iter == failed) {
2138                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2139                         break;
2140                 }
2141                 iter->oom_lock = false;
2142         }
2143         return false;
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Has to be called with memcg_oom_lock
2148  */
2149 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2150 {
2151         struct mem_cgroup *iter;
2152
2153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2154                 iter->oom_lock = false;
2155         return 0;
2156 }
2157
2158 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2159 {
2160         struct mem_cgroup *iter;
2161
2162         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2163                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2164 }
2165
2166 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2167 {
2168         struct mem_cgroup *iter;
2169
2170         /*
2171          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2172          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2173          * atomic_add_unless() here.
2174          */
2175         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2176                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2177 }
2178
2179 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2180 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2181
2182 struct oom_wait_info {
2183         struct mem_cgroup *memcg;
2184         wait_queue_t    wait;
2185 };
2186
2187 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2188         unsigned mode, int sync, void *arg)
2189 {
2190         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2191         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2192         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2193
2194         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2195         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2196
2197         /*
2198          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2199          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2200          */
2201         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2202                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2203                 return 0;
2204         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2205 }
2206
2207 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2208 {
2209         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2210         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2211 }
2212
2213 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2214 {
2215         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2216                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2217 }
2218
2219 /*
2220  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2221  */
2222 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2223                                   int order)
2224 {
2225         struct oom_wait_info owait;
2226         bool locked, need_to_kill;
2227
2228         owait.memcg = memcg;
2229         owait.wait.flags = 0;
2230         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2231         owait.wait.private = current;
2232         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2233         need_to_kill = true;
2234         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2235
2236         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2237         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2238         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2239         /*
2240          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2241          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2242          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2243          */
2244         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2245         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2246                 need_to_kill = false;
2247         if (locked)
2248                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2249         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2250
2251         if (need_to_kill) {
2252                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2253                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2254         } else {
2255                 schedule();
2256                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2257         }
2258         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2259         if (locked)
2260                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2261         memcg_wakeup_oom(memcg);
2262         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2263
2264         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2265
2266         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2267                 return false;
2268         /* Give chance to dying process */
2269         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2270         return true;
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2275  * generalized to update other statistics as well.
2276  *
2277  * Notes: Race condition
2278  *
2279  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2280  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2281  * to do so _always_.
2282  *
2283  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2284  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2285  * are no race with "charge".
2286  *
2287  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2288  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2289  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2290  * by flags.
2291  *
2292  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2293  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2294  * If there is, we take a lock.
2295  */
2296
2297 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2298                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2299 {
2300         struct mem_cgroup *memcg;
2301         struct page_cgroup *pc;
2302
2303         pc = lookup_page_cgroup(page);
2304 again:
2305         memcg = pc->mem_cgroup;
2306         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2307                 return;
2308         /*
2309          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2310          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2311          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2312          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2313          */
2314         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2315                 return;
2316
2317         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2318         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2319                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2320                 goto again;
2321         }
2322         *locked = true;
2323 }
2324
2325 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2326 {
2327         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2328
2329         /*
2330          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2331          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2332          * should take move_lock_mem_cgroup().
2333          */
2334         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2335 }
2336
2337 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2338                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2339 {
2340         struct mem_cgroup *memcg;
2341         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2342         unsigned long uninitialized_var(flags);
2343
2344         if (mem_cgroup_disabled())
2345                 return;
2346
2347         memcg = pc->mem_cgroup;
2348         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2349                 return;
2350
2351         switch (idx) {
2352         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2353                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2354                 break;
2355         default:
2356                 BUG();
2357         }
2358
2359         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2364  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2365  */
2366 #define CHARGE_BATCH    32U
2367 struct memcg_stock_pcp {
2368         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2369         unsigned int nr_pages;
2370         struct work_struct work;
2371         unsigned long flags;
2372 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2373 };
2374 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2375 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2376
2377 /**
2378  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2379  * @memcg: memcg to consume from.
2380  * @nr_pages: how many pages to charge.
2381  *
2382  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2383  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2384  * service an allocation will refill the stock.
2385  *
2386  * returns true if successful, false otherwise.
2387  */
2388 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2389 {
2390         struct memcg_stock_pcp *stock;
2391         bool ret = true;
2392
2393         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2394                 return false;
2395
2396         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2397         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2398                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2399         else /* need to call res_counter_charge */
2400                 ret = false;
2401         put_cpu_var(memcg_stock);
2402         return ret;
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2407  */
2408 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2409 {
2410         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2411
2412         if (stock->nr_pages) {
2413                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2414
2415                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2416                 if (do_swap_account)
2417                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2418                 stock->nr_pages = 0;
2419         }
2420         stock->cached = NULL;
2421 }
2422
2423 /*
2424  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2425  * a thread which is pinned to local cpu.
2426  */
2427 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2428 {
2429         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2430         drain_stock(stock);
2431         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2432 }
2433
2434 static void __init memcg_stock_init(void)
2435 {
2436         int cpu;
2437
2438         for_each_possible_cpu(cpu) {
2439                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2440                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2441                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2442         }
2443 }
2444
2445 /*
2446  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2447  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2448  */
2449 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2450 {
2451         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2452
2453         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2454                 drain_stock(stock);
2455                 stock->cached = memcg;
2456         }
2457         stock->nr_pages += nr_pages;
2458         put_cpu_var(memcg_stock);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2463  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2464  * until the work is done.
2465  */
2466 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2467 {
2468         int cpu, curcpu;
2469
2470         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2471         get_online_cpus();
2472         curcpu = get_cpu();
2473         for_each_online_cpu(cpu) {
2474                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2475                 struct mem_cgroup *memcg;
2476
2477                 memcg = stock->cached;
2478                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2479                         continue;
2480                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2481                         continue;
2482                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2483                         if (cpu == curcpu)
2484                                 drain_local_stock(&stock->work);
2485                         else
2486                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2487                 }
2488         }
2489         put_cpu();
2490
2491         if (!sync)
2492                 goto out;
2493
2494         for_each_online_cpu(cpu) {
2495                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2496                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2497                         flush_work(&stock->work);
2498         }
2499 out:
2500         put_online_cpus();
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2505  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2506  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2507  * it.
2508  */
2509 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2510 {
2511         /*
2512          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2513          */
2514         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2515                 return;
2516         drain_all_stock(root_memcg, false);
2517         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2518 }
2519
2520 /* This is a synchronous drain interface. */
2521 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2522 {
2523         /* called when force_empty is called */
2524         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2525         drain_all_stock(root_memcg, true);
2526         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2527 }
2528
2529 /*
2530  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2531  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2532  */
2533 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2534 {
2535         int i;
2536
2537         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2538         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2539                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2540
2541                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2542                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2543         }
2544         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2545                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2546
2547                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2548                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2549         }
2550         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2551 }
2552
2553 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2554                                         unsigned long action,
2555                                         void *hcpu)
2556 {
2557         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2558         struct memcg_stock_pcp *stock;
2559         struct mem_cgroup *iter;
2560
2561         if (action == CPU_ONLINE)
2562                 return NOTIFY_OK;
2563
2564         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2565                 return NOTIFY_OK;
2566
2567         for_each_mem_cgroup(iter)
2568                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2569
2570         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2571         drain_stock(stock);
2572         return NOTIFY_OK;
2573 }
2574
2575
2576 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2577 enum {
2578         CHARGE_OK,              /* success */
2579         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2580         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2581         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2582         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2583 };
2584
2585 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2586                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2587                                 bool oom_check)
2588 {
2589         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2590         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2591         struct res_counter *fail_res;
2592         unsigned long flags = 0;
2593         int ret;
2594
2595         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2596
2597         if (likely(!ret)) {
2598                 if (!do_swap_account)
2599                         return CHARGE_OK;
2600                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2601                 if (likely(!ret))
2602                         return CHARGE_OK;
2603
2604                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2605                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2606                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2607         } else
2608                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2609         /*
2610          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2611          * single page instead.
2612          */
2613         if (nr_pages > min_pages)
2614                 return CHARGE_RETRY;
2615
2616         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2617                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2618
2619         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2620                 return CHARGE_NOMEM;
2621
2622         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2623         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2624                 return CHARGE_RETRY;
2625         /*
2626          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2627          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2628          * before killing the task.
2629          *
2630          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2631          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2632          * to regular pages anyway in case of failure.
2633          */
2634         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2635                 return CHARGE_RETRY;
2636
2637         /*
2638          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2639          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2640          */
2641         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2642                 return CHARGE_RETRY;
2643
2644         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2645         if (!oom_check)
2646                 return CHARGE_NOMEM;
2647         /* check OOM */
2648         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2649                 return CHARGE_OOM_DIE;
2650
2651         return CHARGE_RETRY;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * __mem_cgroup_try_charge() does
2656  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2657  * 2. update res_counter
2658  * 3. call memory reclaim if necessary.
2659  *
2660  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2661  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2662  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2663  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2664  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2665  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2666  *
2667  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2668  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2669  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2670  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2671  *
2672  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2673  * the oom-killer can be invoked.
2674  */
2675 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2676                                    gfp_t gfp_mask,
2677                                    unsigned int nr_pages,
2678                                    struct mem_cgroup **ptr,
2679                                    bool oom)
2680 {
2681         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2682         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2683         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2684         int ret;
2685
2686         /*
2687          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2688          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2689          * MEMDIE process.
2690          */
2691         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2692                      || fatal_signal_pending(current)))
2693                 goto bypass;
2694
2695         /*
2696          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2697          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2698          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2699          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2700          */
2701         if (!*ptr && !mm)
2702                 *ptr = root_mem_cgroup;
2703 again:
2704         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2705                 memcg = *ptr;
2706                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2707                         goto done;
2708                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2709                         goto done;
2710                 css_get(&memcg->css);
2711         } else {
2712                 struct task_struct *p;
2713
2714                 rcu_read_lock();
2715                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2716                 /*
2717                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2718                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2719                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2720                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2721                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2722                  * small race, here.
2723                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2724                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2725                  */
2726                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2727                 if (!memcg)
2728                         memcg = root_mem_cgroup;
2729                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2730                         rcu_read_unlock();
2731                         goto done;
2732                 }
2733                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2734                         /*
2735                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2736                          * But considering how consume_stok works, it's not
2737                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2738                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2739                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2740                          * calling consume_stock().
2741                          */
2742                         rcu_read_unlock();
2743                         goto done;
2744                 }
2745                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2746                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2747                         rcu_read_unlock();
2748                         goto again;
2749                 }
2750                 rcu_read_unlock();
2751         }
2752
2753         do {
2754                 bool oom_check;
2755
2756                 /* If killed, bypass charge */
2757                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2758                         css_put(&memcg->css);
2759                         goto bypass;
2760                 }
2761
2762                 oom_check = false;
2763                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2764                         oom_check = true;
2765                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2766                 }
2767
2768                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2769                     oom_check);
2770                 switch (ret) {
2771                 case CHARGE_OK:
2772                         break;
2773                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2774                         batch = nr_pages;
2775                         css_put(&memcg->css);
2776                         memcg = NULL;
2777                         goto again;
2778                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2779                         css_put(&memcg->css);
2780                         goto nomem;
2781                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2782                         if (!oom) {
2783                                 css_put(&memcg->css);
2784                                 goto nomem;
2785                         }
2786                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2787                         nr_oom_retries--;
2788                         break;
2789                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2790                         css_put(&memcg->css);
2791                         goto bypass;
2792                 }
2793         } while (ret != CHARGE_OK);
2794
2795         if (batch > nr_pages)
2796                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2797         css_put(&memcg->css);
2798 done:
2799         *ptr = memcg;
2800         return 0;
2801 nomem:
2802         *ptr = NULL;
2803         return -ENOMEM;
2804 bypass:
2805         *ptr = root_mem_cgroup;
2806         return -EINTR;
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2811  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2812  * gotten by try_charge().
2813  */
2814 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2815                                        unsigned int nr_pages)
2816 {
2817         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2818                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2819
2820                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2821                 if (do_swap_account)
2822                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2823         }
2824 }
2825
2826 /*
2827  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2828  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2829  */
2830 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2831                                         unsigned int nr_pages)
2832 {
2833         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2834
2835         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2836                 return;
2837
2838         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2839         if (do_swap_account)
2840                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2841                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2842 }
2843
2844 /*
2845  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2846  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2847  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2848  * called against removed memcg.)
2849  */
2850 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2851 {
2852         struct cgroup_subsys_state *css;
2853
2854         /* ID 0 is unused ID */
2855         if (!id)
2856                 return NULL;
2857         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2858         if (!css)
2859                 return NULL;
2860         return mem_cgroup_from_css(css);
2861 }
2862
2863 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2864 {
2865         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2866         struct page_cgroup *pc;
2867         unsigned short id;
2868         swp_entry_t ent;
2869
2870         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2871
2872         pc = lookup_page_cgroup(page);
2873         lock_page_cgroup(pc);
2874         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2875                 memcg = pc->mem_cgroup;
2876                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2877                         memcg = NULL;
2878         } else if (PageSwapCache(page)) {
2879                 ent.val = page_private(page);
2880                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2881                 rcu_read_lock();
2882                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2883                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2884                         memcg = NULL;
2885                 rcu_read_unlock();
2886         }
2887         unlock_page_cgroup(pc);
2888         return memcg;
2889 }
2890
2891 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2892                                        struct page *page,
2893                                        unsigned int nr_pages,
2894                                        enum charge_type ctype,
2895                                        bool lrucare)
2896 {
2897         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2898         struct zone *uninitialized_var(zone);
2899         struct lruvec *lruvec;
2900         bool was_on_lru = false;
2901         bool anon;
2902
2903         lock_page_cgroup(pc);
2904         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2905         /*
2906          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2907          * accessed by any other context at this point.
2908          */
2909
2910         /*
2911          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2912          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2913          */
2914         if (lrucare) {
2915                 zone = page_zone(page);
2916                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2917                 if (PageLRU(page)) {
2918                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2919                         ClearPageLRU(page);
2920                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2921                         was_on_lru = true;
2922                 }
2923         }
2924
2925         pc->mem_cgroup = memcg;
2926         /*
2927          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2928          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2929          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2930          * before USED bit, we need memory barrier here.
2931          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2932          */
2933         smp_wmb();
2934         SetPageCgroupUsed(pc);
2935
2936         if (lrucare) {
2937                 if (was_on_lru) {
2938                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2939                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2940                         SetPageLRU(page);
2941                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2942                 }
2943                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2944         }
2945
2946         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2947                 anon = true;
2948         else
2949                 anon = false;
2950
2951         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2952         unlock_page_cgroup(pc);
2953
2954         /*
2955          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2956          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2957          * if they exceeds softlimit.
2958          */
2959         memcg_check_events(memcg, page);
2960 }
2961
2962 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2963
2964 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2965 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2966 {
2967         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2968                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2969 }
2970
2971 /*
2972  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2973  * in the memcg_cache_params struct.
2974  */
2975 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2976 {
2977         struct kmem_cache *cachep;
2978
2979         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2980         cachep = p->root_cache;
2981         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2982 }
2983
2984 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2985 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2986                                         struct seq_file *m)
2987 {
2988         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2989         struct memcg_cache_params *params;
2990
2991         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2992                 return -EIO;
2993
2994         print_slabinfo_header(m);
2995
2996         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2997         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2998                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2999         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3000
3001         return 0;
3002 }
3003 #endif
3004
3005 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3006 {
3007         struct res_counter *fail_res;
3008         struct mem_cgroup *_memcg;
3009         int ret = 0;
3010         bool may_oom;
3011
3012         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3013         if (ret)
3014                 return ret;
3015
3016         /*
3017          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
3018          * the same conditions tested by the core page allocator
3019          */
3020         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3021
3022         _memcg = memcg;
3023         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3024                                       &_memcg, may_oom);
3025
3026         if (ret == -EINTR)  {
3027                 /*
3028                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3029                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3030                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3031                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3032                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3033                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3034                  * our minds.
3035                  *
3036                  * This condition will only trigger if the task entered
3037                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3038                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3039                  * dying when the allocation triggers should have been already
3040                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3041                  */
3042                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3043                 if (do_swap_account)
3044                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3045                                                   &fail_res);
3046                 ret = 0;
3047         } else if (ret)
3048                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3049
3050         return ret;
3051 }
3052
3053 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3054 {
3055         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3056         if (do_swap_account)
3057                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3058
3059         /* Not down to 0 */
3060         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3061                 return;
3062
3063         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3064                 mem_cgroup_put(memcg);
3065 }
3066
3067 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3068 {
3069         if (!memcg)
3070                 return;
3071
3072         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3073         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3074         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3075 }
3076
3077 /*
3078  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3079  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3080  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3081  */
3082 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3083 {
3084         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3085 }
3086
3087 /*
3088  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3089  * operation, because that is its main call site.
3090  *
3091  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3092  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3093  */
3094 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3095 {
3096         int num, ret;
3097
3098         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3099                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3100         if (num < 0)
3101                 return num;
3102         /*
3103          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3104          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3105          * guarantees only one process will set the following boolean
3106          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3107          * by the set_limit_mutex anyway.
3108          */
3109         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3110
3111         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3112         if (ret) {
3113                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3114                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3115                 return ret;
3116         }
3117
3118         memcg->kmemcg_id = num;
3119         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3120         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3121         return 0;
3122 }
3123
3124 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3125 {
3126         ssize_t size;
3127         if (num_groups <= 0)
3128                 return 0;
3129
3130         size = 2 * num_groups;
3131         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3132                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3133         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3134                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3135
3136         return size;
3137 }
3138
3139 /*
3140  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3141  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3142  * calling this.
3143  */
3144 void memcg_update_array_size(int num)
3145 {
3146         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3147                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3148 }
3149
3150 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3151
3152 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3153 {
3154         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3155
3156         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3157
3158         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3159                 int i;
3160                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3161
3162                 size *= sizeof(void *);
3163                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3164
3165                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3166                 if (!s->memcg_params) {
3167                         s->memcg_params = cur_params;
3168                         return -ENOMEM;
3169                 }
3170
3171                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3172
3173                 /*
3174                  * There is the chance it will be bigger than
3175                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3176                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3177                  * have a bigger array.
3178                  *
3179                  * But if that is the case, the data after
3180                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3181                  */
3182                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3183                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3184                                 continue;
3185                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3186                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3187                 }
3188
3189                 /*
3190                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3191                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3192                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3193                  *
3194                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3195                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3196                  * anyway.
3197                  */
3198                 kfree(cur_params);
3199         }
3200         return 0;
3201 }
3202
3203 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3204                          struct kmem_cache *root_cache)
3205 {
3206         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3207
3208         if (!memcg_kmem_enabled())
3209                 return 0;
3210
3211         if (!memcg)
3212                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3213
3214         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3215         if (!s->memcg_params)
3216                 return -ENOMEM;
3217
3218         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3219                         kmem_cache_destroy_work_func);
3220         if (memcg) {
3221                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3222                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3223         } else
3224                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3225
3226         return 0;
3227 }
3228
3229 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3230 {
3231         struct kmem_cache *root;
3232         struct mem_cgroup *memcg;
3233         int id;
3234
3235         /*
3236          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3237          * add any memcg.
3238          */
3239         if (!s->memcg_params)
3240                 return;
3241
3242         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3243                 goto out;
3244
3245         memcg = s->memcg_params->memcg;
3246         id  = memcg_cache_id(memcg);
3247
3248         root = s->memcg_params->root_cache;
3249         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3250
3251         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3252         list_del(&s->memcg_params->list);
3253         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3254
3255         mem_cgroup_put(memcg);
3256 out:
3257         kfree(s->memcg_params);
3258 }
3259
3260 /*
3261  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3262  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3263  * enqueing new caches to be created.
3264  *
3265  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3266  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3267  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3268  * objects during debug.
3269  *
3270  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3271  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3272  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3273  * cache again, failing at the same point.
3274  *
3275  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3276  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3277  * inside the following two functions.
3278  */
3279 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3280 {
3281         VM_BUG_ON(!current->mm);
3282         current->memcg_kmem_skip_account++;
3283 }
3284
3285 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3286 {
3287         VM_BUG_ON(!current->mm);
3288         current->memcg_kmem_skip_account--;
3289 }
3290
3291 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3292 {
3293         struct kmem_cache *cachep;
3294         struct memcg_cache_params *p;
3295
3296         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3297
3298         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3299
3300         /*
3301          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3302          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3303          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3304          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3305          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3306          *
3307          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3308          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3309          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3310          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3311          * destroy it.
3312          *
3313          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3314          * again
3315          */
3316         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3317                 kmem_cache_shrink(cachep);
3318                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3319                         return;
3320         } else
3321                 kmem_cache_destroy(cachep);
3322 }
3323
3324 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3325 {
3326         if (!cachep->memcg_params->dead)
3327                 return;
3328
3329         /*
3330          * There are many ways in which we can get here.
3331          *
3332          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3333          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3334          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3335          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3336          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3337          *
3338          * But we can also get here from the worker itself, if
3339          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3340          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3341          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3342          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3343          *
3344          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3345          * running if there is already work pending
3346          */
3347         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3348                 return;
3349         /*
3350          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3351          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3352          */
3353         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3354 }
3355
3356 /*
3357  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3358  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3359  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3360  *
3361  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3362  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3363  */
3364 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3365
3366 /*
3367  * Called with memcg_cache_mutex held
3368  */
3369 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3370                                          struct kmem_cache *s)
3371 {
3372         struct kmem_cache *new;
3373         static char *tmp_name = NULL;
3374
3375         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3376
3377         /*
3378          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3379          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3380          * This static temporary buffer is used to prevent from
3381          * pointless shortliving allocation.
3382          */
3383         if (!tmp_name) {
3384                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3385                 if (!tmp_name)
3386                         return NULL;
3387         }
3388
3389         rcu_read_lock();
3390         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3391                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3392         rcu_read_unlock();
3393
3394         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3395                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3396
3397         if (new)
3398                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3399
3400         return new;
3401 }
3402
3403 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3404                                                   struct kmem_cache *cachep)
3405 {
3406         struct kmem_cache *new_cachep;
3407         int idx;
3408
3409         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3410
3411         idx = memcg_cache_id(memcg);
3412
3413         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3414         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3415         if (new_cachep)
3416                 goto out;
3417
3418         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3419         if (new_cachep == NULL) {
3420                 new_cachep = cachep;
3421                 goto out;
3422         }
3423
3424         mem_cgroup_get(memcg);
3425         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3426
3427         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3428         /*
3429          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3430          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3431          */
3432         wmb();
3433 out:
3434         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3435         return new_cachep;
3436 }
3437
3438 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3439 {
3440         struct kmem_cache *c;
3441         int i;
3442
3443         if (!s->memcg_params)
3444                 return;
3445         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3446                 return;
3447
3448         /*
3449          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3450          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3451          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3452          *
3453          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3454          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3455          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3456          */
3457         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3458         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3459                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3460                 if (!c)
3461                         continue;
3462
3463                 /*
3464                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3465                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3466                  * proceed with destruction ourselves.
3467                  *
3468                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3469                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3470                  * the cache still have active pages until this very moment.
3471                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3472                  *
3473                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3474                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3475                  */
3476                 c->memcg_params->dead = false;
3477                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3478                 kmem_cache_destroy(c);
3479         }
3480         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3481 }
3482
3483 struct create_work {
3484         struct mem_cgroup *memcg;
3485         struct kmem_cache *cachep;
3486         struct work_struct work;
3487 };
3488
3489 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3490 {
3491         struct kmem_cache *cachep;
3492         struct memcg_cache_params *params;
3493
3494         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3495                 return;
3496
3497         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3498         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3499                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3500                 cachep->memcg_params->dead = true;
3501                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3502         }
3503         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3504 }
3505
3506 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3507 {
3508         struct create_work *cw;
3509
3510         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3511         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3512         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3513         css_put(&cw->memcg->css);
3514         kfree(cw);
3515 }
3516
3517 /*
3518  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3519  */
3520 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3521                                          struct kmem_cache *cachep)
3522 {
3523         struct create_work *cw;
3524
3525         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3526         if (cw == NULL) {
3527                 css_put(&memcg->css);
3528                 return;
3529         }
3530
3531         cw->memcg = memcg;
3532         cw->cachep = cachep;
3533
3534         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3535         schedule_work(&cw->work);
3536 }
3537
3538 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3539                                        struct kmem_cache *cachep)
3540 {
3541         /*
3542          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3543          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3544          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3545          *
3546          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3547          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3548          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3549          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3550          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3551          */
3552         memcg_stop_kmem_account();
3553         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3554         memcg_resume_kmem_account();
3555 }
3556 /*
3557  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3558  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3559  *
3560  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3561  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3562  * in a workqueue.
3563  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3564  * the original cache.
3565  *
3566  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3567  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3568  */
3569 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3570                                           gfp_t gfp)
3571 {
3572         struct mem_cgroup *memcg;
3573         int idx;
3574
3575         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3576         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3577
3578         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3579                 return cachep;
3580
3581         rcu_read_lock();
3582         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3583
3584         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3585                 goto out;
3586
3587         idx = memcg_cache_id(memcg);
3588
3589         /*
3590          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3591          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3592          */
3593         read_barrier_depends();
3594         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3595                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3596                 goto out;
3597         }
3598
3599         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3600         if (!css_tryget(&memcg->css))
3601                 goto out;
3602         rcu_read_unlock();
3603
3604         /*
3605          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3606          * context), we could be be predictable and return right away.
3607          * This would guarantee that the allocation being performed
3608          * already belongs in the new cache.
3609          *
3610          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3611          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3612          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3613          * with the slab_mutex held.
3614          *
3615          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3616          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3617          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3618          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3619          * better to defer everything.
3620          */
3621         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3622         return cachep;
3623 out:
3624         rcu_read_unlock();
3625         return cachep;
3626 }
3627 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3628
3629 /*
3630  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3631  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3632  * need a further commit step to do the final arrangements.
3633  *
3634  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3635  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3636  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3637  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3638  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3639  * the compiled-out case as well.
3640  *
3641  * Returning true means the allocation is possible.
3642  */
3643 bool
3644 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3645 {
3646         struct mem_cgroup *memcg;
3647         int ret;
3648
3649         *_memcg = NULL;
3650         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3651
3652         /*
3653          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3654          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3655          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3656          */
3657         if (unlikely(!memcg))
3658                 return true;
3659
3660         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3661                 css_put(&memcg->css);
3662                 return true;
3663         }
3664
3665         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3666         if (!ret)
3667                 *_memcg = memcg;
3668
3669         css_put(&memcg->css);
3670         return (ret == 0);
3671 }
3672
3673 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3674                               int order)
3675 {
3676         struct page_cgroup *pc;
3677
3678         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3679
3680         /* The page allocation failed. Revert */
3681         if (!page) {
3682                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3683                 return;
3684         }
3685
3686         pc = lookup_page_cgroup(page);
3687         lock_page_cgroup(pc);
3688         pc->mem_cgroup = memcg;
3689         SetPageCgroupUsed(pc);
3690         unlock_page_cgroup(pc);
3691 }
3692
3693 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3694 {
3695         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3696         struct page_cgroup *pc;
3697
3698
3699         pc = lookup_page_cgroup(page);
3700         /*
3701          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3702          * check again after locking.
3703          */
3704         if (!PageCgroupUsed(pc))
3705                 return;
3706
3707         lock_page_cgroup(pc);
3708         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3709                 memcg = pc->mem_cgroup;
3710                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3711         }
3712         unlock_page_cgroup(pc);
3713
3714         /*
3715          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3716          * is a valid allocation
3717          */
3718         if (!memcg)
3719                 return;
3720
3721         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3722         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3723 }
3724 #else
3725 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3726 {
3727 }
3728 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3729
3730 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3731
3732 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3733 /*
3734  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3735  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3736  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3737  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3738  */
3739 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3740 {
3741         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3742         struct page_cgroup *pc;
3743         struct mem_cgroup *memcg;
3744         int i;
3745
3746         if (mem_cgroup_disabled())
3747                 return;
3748
3749         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3750         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3751                 pc = head_pc + i;
3752                 pc->mem_cgroup = memcg;
3753                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3754                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3755         }
3756         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3757                        HPAGE_PMD_NR);
3758 }
3759 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3760
3761 /**
3762  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3763  * @page: the page
3764  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3765  * @pc: page_cgroup of the page.
3766  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3767  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3768  *
3769  * The caller must confirm following.
3770  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3771  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3772  *
3773  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3774  * from old cgroup.
3775  */
3776 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3777                                    unsigned int nr_pages,
3778                                    struct page_cgroup *pc,
3779                                    struct mem_cgroup *from,
3780                                    struct mem_cgroup *to)
3781 {
3782         unsigned long flags;
3783         int ret;
3784         bool anon = PageAnon(page);
3785
3786         VM_BUG_ON(from == to);
3787         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3788         /*
3789          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3790          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3791          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3792          * hold it.
3793          */
3794         ret = -EBUSY;
3795         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3796                 goto out;
3797
3798         lock_page_cgroup(pc);
3799
3800         ret = -EINVAL;
3801         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3802                 goto unlock;
3803
3804         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3805
3806         if (!anon && page_mapped(page)) {
3807                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3808                 preempt_disable();
3809                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3810                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3811                 preempt_enable();
3812         }
3813         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3814
3815         /* caller should have done css_get */
3816         pc->mem_cgroup = to;
3817         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3818         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3819         ret = 0;
3820 unlock:
3821         unlock_page_cgroup(pc);
3822         /*
3823          * check events
3824          */
3825         memcg_check_events(to, page);
3826         memcg_check_events(from, page);
3827 out:
3828         return ret;
3829 }
3830
3831 /**
3832  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3833  * @page: the page to move
3834  * @pc: page_cgroup of the page
3835  * @child: page's cgroup
3836  *
3837  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3838  * parent (aka use_hierarchy==0).
3839  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3840  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3841  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3842  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3843  * on the next attempt and the call should be retried later.
3844  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3845  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3846  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3847  * LRU or vanish.
3848  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3849  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3850  * disappear in the next attempt.
3851  */
3852 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3853                                   struct page_cgroup *pc,
3854                                   struct mem_cgroup *child)
3855 {
3856         struct mem_cgroup *parent;
3857         unsigned int nr_pages;
3858         unsigned long uninitialized_var(flags);
3859         int ret;
3860
3861         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3862
3863         ret = -EBUSY;
3864         if (!get_page_unless_zero(page))
3865                 goto out;
3866         if (isolate_lru_page(page))
3867                 goto put;
3868
3869         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3870
3871         parent = parent_mem_cgroup(child);
3872         /*
3873          * If no parent, move charges to root cgroup.
3874          */
3875         if (!parent)
3876                 parent = root_mem_cgroup;
3877
3878         if (nr_pages > 1) {
3879                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3880                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3881         }
3882
3883         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3884                                 pc, child, parent);
3885         if (!ret)
3886                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3887
3888         if (nr_pages > 1)
3889                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3890         putback_lru_page(page);
3891 put:
3892         put_page(page);
3893 out:
3894         return ret;
3895 }
3896
3897 /*
3898  * Charge the memory controller for page usage.
3899  * Return
3900  * 0 if the charge was successful
3901  * < 0 if the cgroup is over its limit
3902  */
3903 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3904                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3905 {
3906         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3907         unsigned int nr_pages = 1;
3908         bool oom = true;
3909         int ret;
3910
3911         if (PageTransHuge(page)) {
3912                 nr_pages <<= compound_order(page);
3913                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3914                 /*
3915                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3916                  * fault handler will fall back to regular pages.
3917                  */
3918                 oom = false;
3919         }
3920
3921         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3922         if (ret == -ENOMEM)
3923                 return ret;
3924         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3925         return 0;
3926 }
3927
3928 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3929                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3930 {
3931         if (mem_cgroup_disabled())
3932                 return 0;
3933         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3934         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3935         VM_BUG_ON(!mm);
3936         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3937                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3938 }
3939
3940 /*
3941  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3942  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3943  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3944  * "commit()" or removed by "cancel()"
3945  */
3946 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3947                                           struct page *page,
3948                                           gfp_t mask,
3949                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3950 {
3951         struct mem_cgroup *memcg;
3952         struct page_cgroup *pc;
3953         int ret;
3954
3955         pc = lookup_page_cgroup(page);
3956         /*
3957          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3958          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3959          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3960          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3961          * in turn serializes uncharging.
3962          */
3963         if (PageCgroupUsed(pc))
3964                 return 0;
3965         if (!do_swap_account)
3966                 goto charge_cur_mm;
3967         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3968         if (!memcg)
3969                 goto charge_cur_mm;
3970         *memcgp = memcg;
3971         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3972         css_put(&memcg->css);
3973         if (ret == -EINTR)
3974                 ret = 0;
3975         return ret;
3976 charge_cur_mm:
3977         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3978         if (ret == -EINTR)
3979                 ret = 0;
3980         return ret;
3981 }
3982
3983 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3984                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3985 {
3986         *memcgp = NULL;
3987         if (mem_cgroup_disabled())
3988                 return 0;
3989         /*
3990          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3991          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3992          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3993          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3994          */
3995         if (!PageSwapCache(page)) {
3996                 int ret;
3997
3998                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3999                 if (ret == -EINTR)
4000                         ret = 0;
4001                 return ret;
4002         }
4003         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4004 }
4005
4006 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4007 {
4008         if (mem_cgroup_disabled())
4009                 return;
4010         if (!memcg)
4011                 return;
4012         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4013 }
4014
4015 static void
4016 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4017                                         enum charge_type ctype)
4018 {
4019         if (mem_cgroup_disabled())
4020                 return;
4021         if (!memcg)
4022                 return;
4023
4024         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4025         /*
4026          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4027          * counted both as mem and swap....double count.
4028          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4029          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4030          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4031          */
4032         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4033                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4034                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4035         }
4036 }
4037
4038 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4039                                      struct mem_cgroup *memcg)
4040 {
4041         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4042                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4043 }
4044
4045 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4046                                 gfp_t gfp_mask)
4047 {
4048         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4049         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4050         int ret;
4051
4052         if (mem_cgroup_disabled())
4053                 return 0;
4054         if (PageCompound(page))
4055                 return 0;
4056
4057         if (!PageSwapCache(page))
4058                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4059         else { /* page is swapcache/shmem */
4060                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4061                                                      gfp_mask, &memcg);
4062                 if (!ret)
4063                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4064         }
4065         return ret;
4066 }
4067
4068 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4069                                    unsigned int nr_pages,
4070                                    const enum charge_type ctype)
4071 {
4072         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4073         bool uncharge_memsw = true;
4074
4075         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4076         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4077                 uncharge_memsw = false;
4078
4079         batch = &current->memcg_batch;
4080         /*
4081          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4082          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4083          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4084          */
4085         if (!batch->memcg)
4086                 batch->memcg = memcg;
4087         /*
4088          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4089          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4090          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4091          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4092          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4093          */
4094
4095         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4096                 goto direct_uncharge;
4097
4098         if (nr_pages > 1)
4099                 goto direct_uncharge;
4100
4101         /*
4102          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4103          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4104          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4105          */
4106         if (batch->memcg != memcg)
4107                 goto direct_uncharge;
4108         /* remember freed charge and uncharge it later */
4109         batch->nr_pages++;
4110         if (uncharge_memsw)
4111                 batch->memsw_nr_pages++;
4112         return;
4113 direct_uncharge:
4114         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4115         if (uncharge_memsw)
4116                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4117         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4118                 memcg_oom_recover(memcg);
4119 }
4120
4121 /*
4122  * uncharge if !page_mapped(page)
4123  */
4124 static struct mem_cgroup *
4125 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4126                              bool end_migration)
4127 {
4128         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4129         unsigned int nr_pages = 1;
4130         struct page_cgroup *pc;
4131         bool anon;
4132
4133         if (mem_cgroup_disabled())
4134                 return NULL;
4135
4136         if (PageTransHuge(page)) {
4137                 nr_pages <<= compound_order(page);
4138                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4139         }
4140         /*
4141          * Check if our page_cgroup is valid
4142          */
4143         pc = lookup_page_cgroup(page);
4144         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4145                 return NULL;
4146
4147         lock_page_cgroup(pc);
4148
4149         memcg = pc->mem_cgroup;
4150
4151         if (!PageCgroupUsed(pc))
4152                 goto unlock_out;
4153
4154         anon = PageAnon(page);
4155
4156         switch (ctype) {
4157         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4158                 /*
4159                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4160                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4161                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4162                  */
4163                 anon = true;
4164                 /* fallthrough */
4165         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4166                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4167                 if (page_mapped(page))
4168                         goto unlock_out;
4169                 /*
4170                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4171                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4172                  * unused post-migration page and so it has to call
4173                  * here with the migration bit still set.  See the
4174                  * res_counter handling below.
4175                  */
4176                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4177                         goto unlock_out;
4178                 break;
4179         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4180                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4181                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4182                                 goto unlock_out;
4183                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4184                                 goto unlock_out;
4185                 break;
4186         default:
4187                 break;
4188         }
4189
4190         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4191
4192         ClearPageCgroupUsed(pc);
4193         /*
4194          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4195          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4196          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4197          * special functions.
4198          */
4199
4200         unlock_page_cgroup(pc);
4201         /*
4202          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4203          * will never be freed.
4204          */
4205         memcg_check_events(memcg, page);
4206         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4207                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4208                 mem_cgroup_get(memcg);
4209         }
4210         /*
4211          * Migration does not charge the res_counter for the
4212          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4213          * page that is unused after the migration.
4214          */
4215         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4216                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4217
4218         return memcg;
4219
4220 unlock_out:
4221         unlock_page_cgroup(pc);
4222         return NULL;
4223 }
4224
4225 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4226 {
4227         /* early check. */
4228         if (page_mapped(page))
4229                 return;
4230         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4231         /*
4232          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4233          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4234          * and handles memcg lifetime.
4235          *
4236          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4237          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4238          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4239          * 0, there won't be any page table references to the swap
4240          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4241          * page to disk.
4242          */
4243         if (PageSwapCache(page))
4244                 return;
4245         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4246 }
4247
4248 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4249 {
4250         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4251         VM_BUG_ON(page->mapping);
4252         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4253 }
4254
4255 /*
4256  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4257  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4258  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4259  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4260  * This may be called prural(2) times in a context,
4261  */
4262
4263 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4264 {
4265         current->memcg_batch.do_batch++;
4266         /* We can do nest. */
4267         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4268                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4269                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4270                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4271         }
4272 }
4273
4274 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4275 {
4276         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4277
4278         if (!batch->do_batch)
4279                 return;
4280
4281         batch->do_batch--;
4282         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4283                 return;
4284
4285         if (!batch->memcg)
4286                 return;
4287         /*
4288          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4289          * bacause we hide charges behind us.
4290          */
4291         if (batch->nr_pages)
4292                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4293                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4294         if (batch->memsw_nr_pages)
4295                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4296                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4297         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4298         /* forget this pointer (for sanity check) */
4299         batch->memcg = NULL;
4300 }
4301
4302 #ifdef CONFIG_SWAP
4303 /*
4304  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4305  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4306  */
4307 void
4308 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4309 {
4310         struct mem_cgroup *memcg;
4311         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4312
4313         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4314                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4315
4316         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4317
4318         /*
4319          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4320          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4321          */
4322         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4323                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4324 }
4325 #endif
4326
4327 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4328 /*
4329  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4330  * uncharge "memsw" account.
4331  */
4332 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4333 {
4334         struct mem_cgroup *memcg;
4335         unsigned short id;
4336
4337         if (!do_swap_account)
4338                 return;
4339
4340         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4341         rcu_read_lock();
4342         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4343         if (memcg) {
4344                 /*
4345                  * We uncharge this because swap is freed.
4346                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4347                  */
4348                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4349                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4350                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4351                 mem_cgroup_put(memcg);
4352         }
4353         rcu_read_unlock();
4354 }
4355
4356 /**
4357  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4358  * @entry: swap entry to be moved
4359  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4360  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4361  *
4362  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4363  * as the mem_cgroup's id of @from.
4364  *
4365  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4366  *
4367  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4368  * both res and memsw, and called css_get().
4369  */
4370 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4371                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4372 {
4373         unsigned short old_id, new_id;
4374
4375         old_id = css_id(&from->css);
4376         new_id = css_id(&to->css);
4377
4378         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4379                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4380                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4381                 /*
4382                  * This function is only called from task migration context now.
4383                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4384                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4385                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4386                  * because if the process that has been moved to @to does
4387                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4388                  */
4389                 mem_cgroup_get(to);
4390                 return 0;
4391         }
4392         return -EINVAL;
4393 }
4394 #else
4395 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4396                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4397 {
4398         return -EINVAL;
4399 }
4400 #endif
4401
4402 /*
4403  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4404  * page belongs to.
4405  */
4406 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4407                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4408 {
4409         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4410         unsigned int nr_pages = 1;
4411         struct page_cgroup *pc;
4412         enum charge_type ctype;
4413
4414         *memcgp = NULL;
4415
4416         if (mem_cgroup_disabled())
4417                 return;
4418
4419         if (PageTransHuge(page))
4420                 nr_pages <<= compound_order(page);
4421
4422         pc = lookup_page_cgroup(page);
4423         lock_page_cgroup(pc);
4424         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4425                 memcg = pc->mem_cgroup;
4426                 css_get(&memcg->css);
4427                 /*
4428                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4429                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4430                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4431                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4432                  * until end_migration() is called
4433                  *
4434                  * Corner Case Thinking
4435                  * A)
4436                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4437                  * while migration was ongoing.
4438                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4439                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4440                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4441                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4442                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4443                  *
4444                  * B)
4445                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4446                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4447                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4448                  * without charging it again.
4449                  *
4450                  * C)
4451                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4452                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4453                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4454                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4455                  */
4456                 if (PageAnon(page))
4457                         SetPageCgroupMigration(pc);
4458         }
4459         unlock_page_cgroup(pc);
4460         /*
4461          * If the page is not charged at this point,
4462          * we return here.
4463          */
4464         if (!memcg)
4465                 return;
4466
4467         *memcgp = memcg;
4468         /*
4469          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4470          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4471          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4472          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4473          */
4474         if (PageAnon(page))
4475                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4476         else
4477                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4478         /*
4479          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4480          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4481          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4482          */
4483         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4484 }
4485
4486 /* remove redundant charge if migration failed*/
4487 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4488         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4489 {
4490         struct page *used, *unused;
4491         struct page_cgroup *pc;
4492         bool anon;
4493
4494         if (!memcg)
4495                 return;
4496
4497         if (!migration_ok) {
4498                 used = oldpage;
4499                 unused = newpage;
4500         } else {
4501                 used = newpage;
4502                 unused = oldpage;
4503         }
4504         anon = PageAnon(used);
4505         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4506                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4507                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4508                                      true);
4509         css_put(&memcg->css);
4510         /*
4511          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4512          * of the page goes down to zero, temporarly.
4513          * Clear the flag and check the page should be charged.
4514          */
4515         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4516         lock_page_cgroup(pc);
4517         ClearPageCgroupMigration(pc);
4518         unlock_page_cgroup(pc);
4519
4520         /*
4521          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4522          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4523          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4524          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4525          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4526          * check. (see prepare_charge() also)
4527          */
4528         if (anon)
4529                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4530 }
4531
4532 /*
4533  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4534  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4535  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4536  */
4537 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4538                                   struct page *newpage)
4539 {
4540         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4541         struct page_cgroup *pc;
4542         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4543
4544         if (mem_cgroup_disabled())
4545                 return;
4546
4547         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4548         /* fix accounting on old pages */
4549         lock_page_cgroup(pc);
4550         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4551                 memcg = pc->mem_cgroup;
4552                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4553                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4554         }
4555         unlock_page_cgroup(pc);
4556
4557         /*
4558          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4559          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4560          */
4561         if (!memcg)
4562                 return;
4563         /*
4564          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4565          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4566          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4567          */
4568         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4569 }
4570
4571 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4572 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4573 {
4574         struct page_cgroup *pc;
4575
4576         pc = lookup_page_cgroup(page);
4577         /*
4578          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4579          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4580          * or when mem_cgroup_disabled().
4581          */
4582         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4583                 return pc;
4584         return NULL;
4585 }
4586
4587 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4588 {
4589         if (mem_cgroup_disabled())
4590                 return false;
4591
4592         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4593 }
4594
4595 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4596 {
4597         struct page_cgroup *pc;
4598
4599         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4600         if (pc) {
4601                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4602                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4603         }
4604 }
4605 #endif
4606
4607 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4608                                 unsigned long long val)
4609 {
4610         int retry_count;
4611         u64 memswlimit, memlimit;
4612         int ret = 0;
4613         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4614         u64 curusage, oldusage;
4615         int enlarge;
4616
4617         /*
4618          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4619          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4620          * of # of children which we should visit in this loop.
4621          */
4622         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4623
4624         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4625
4626         enlarge = 0;
4627         while (retry_count) {
4628                 if (signal_pending(current)) {
4629                         ret = -EINTR;
4630                         break;
4631                 }
4632                 /*
4633                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4634                  * open coded manner. You see what this really does.
4635                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4636                  */
4637                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4638                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4639                 if (memswlimit < val) {
4640                         ret = -EINVAL;
4641                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4642                         break;
4643                 }
4644
4645                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4646                 if (memlimit < val)
4647                         enlarge = 1;
4648
4649                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4650                 if (!ret) {
4651                         if (memswlimit == val)
4652                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4653                         else
4654                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4655                 }
4656                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4657
4658                 if (!ret)
4659                         break;
4660
4661                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4662                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4663                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4664                 /* Usage is reduced ? */
4665                 if (curusage >= oldusage)
4666                         retry_count--;
4667                 else
4668                         oldusage = curusage;
4669         }
4670         if (!ret && enlarge)
4671                 memcg_oom_recover(memcg);
4672
4673         return ret;
4674 }
4675
4676 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4677                                         unsigned long long val)
4678 {
4679         int retry_count;
4680         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4681         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4682         int ret = -EBUSY;
4683         int enlarge = 0;
4684
4685         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4686         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4687         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4688         while (retry_count) {
4689                 if (signal_pending(current)) {
4690                         ret = -EINTR;
4691                         break;
4692                 }
4693                 /*
4694                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4695                  * open coded manner. You see what this really does.
4696                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4697                  */
4698                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4699                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4700                 if (memlimit > val) {
4701                         ret = -EINVAL;
4702                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4703                         break;
4704                 }
4705                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4706                 if (memswlimit < val)
4707                         enlarge = 1;
4708                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4709                 if (!ret) {
4710                         if (memlimit == val)
4711                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4712                         else
4713                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4714                 }
4715                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4716
4717                 if (!ret)
4718                         break;
4719
4720                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4721                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4722                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4723                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4724                 /* Usage is reduced ? */
4725                 if (curusage >= oldusage)
4726                         retry_count--;
4727                 else
4728                         oldusage = curusage;
4729         }
4730         if (!ret && enlarge)
4731                 memcg_oom_recover(memcg);
4732         return ret;
4733 }
4734
4735 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4736                                             gfp_t gfp_mask,
4737                                             unsigned long *total_scanned)
4738 {
4739         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4740         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4741         unsigned long reclaimed;
4742         int loop = 0;
4743         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4744         unsigned long long excess;
4745         unsigned long nr_scanned;
4746
4747         if (order > 0)
4748                 return 0;
4749
4750         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4751         /*
4752          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4753          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4754          * pressure
4755          */
4756         do {
4757                 if (next_mz)
4758                         mz = next_mz;
4759                 else
4760                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4761                 if (!mz)
4762                         break;
4763
4764                 nr_scanned = 0;
4765                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4766                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4767                 nr_reclaimed += reclaimed;
4768                 *total_scanned += nr_scanned;
4769                 spin_lock(&mctz->lock);
4770
4771                 /*
4772                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4773                  * it is time to move on to the next cgroup
4774                  */
4775                 next_mz = NULL;
4776                 if (!reclaimed) {
4777                         do {
4778                                 /*
4779                                  * Loop until we find yet another one.
4780                                  *
4781                                  * By the time we get the soft_limit lock
4782                                  * again, someone might have aded the
4783                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4784                                  * make sure we get a different mem.
4785                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4786                                  * NULL if no other cgroup is present on
4787                                  * the tree
4788                                  */
4789                                 next_mz =
4790                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4791                                 if (next_mz == mz)
4792                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4793                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4794                                         break;
4795                         } while (1);
4796                 }
4797                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4798                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4799                 /*
4800                  * One school of thought says that we should not add
4801                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4802                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4803                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4804                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4805                  * term TODO.
4806                  */
4807                 /* If excess == 0, no tree ops */
4808                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4809                 spin_unlock(&mctz->lock);
4810                 css_put(&mz->memcg->css);
4811                 loop++;
4812                 /*
4813                  * Could not reclaim anything and there are no more
4814                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4815                  * reclaiming anything.
4816                  */
4817                 if (!nr_reclaimed &&
4818                         (next_mz == NULL ||
4819                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4820                         break;
4821         } while (!nr_reclaimed);
4822         if (next_mz)
4823                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4824         return nr_reclaimed;
4825 }
4826
4827 /**
4828  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4829  * @memcg: group to clear
4830  * @node: NUMA node
4831  * @zid: zone id
4832  * @lru: lru to to clear
4833  *
4834  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4835  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4836  * group.
4837  */
4838 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4839                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4840 {
4841         struct lruvec *lruvec;
4842         unsigned long flags;
4843         struct list_head *list;
4844         struct page *busy;
4845         struct zone *zone;
4846
4847         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4848         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4849         list = &lruvec->lists[lru];
4850
4851         busy = NULL;
4852         do {
4853                 struct page_cgroup *pc;
4854                 struct page *page;
4855
4856                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4857                 if (list_empty(list)) {
4858                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4859                         break;
4860                 }
4861                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4862                 if (busy == page) {
4863                         list_move(&page->lru, list);
4864                         busy = NULL;
4865                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4866                         continue;
4867                 }
4868                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4869
4870                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4871
4872                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4873                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4874                         busy = page;
4875                         cond_resched();
4876                 } else
4877                         busy = NULL;
4878         } while (!list_empty(list));
4879 }
4880
4881 /*
4882  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4883  * all the charges and pages to the parent.
4884  * This enables deleting this mem_cgroup.
4885  *
4886  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4887  */
4888 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4889 {
4890         int node, zid;
4891         u64 usage;
4892
4893         do {
4894                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4895                 lru_add_drain_all();
4896                 drain_all_stock_sync(memcg);
4897                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4898                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4899                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4900                                 enum lru_list lru;
4901                                 for_each_lru(lru) {
4902                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4903                                                         node, zid, lru);
4904                                 }
4905                         }
4906                 }
4907                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4908                 memcg_oom_recover(memcg);
4909                 cond_resched();
4910
4911                 /*
4912                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4913                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4914                  * expect their value to drop to 0 here.
4915                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4916                  *
4917                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4918                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4919                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4920                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4921                  * charge before adding to the LRU.
4922                  */
4923                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4924                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4925         } while (usage > 0);
4926 }
4927
4928 /*
4929  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4930  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4931  * is meaningless
4932  */
4933 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4934 {
4935         struct cgroup *pos;
4936
4937         /* bounce at first found */
4938         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4939                 return true;
4940         return false;
4941 }
4942
4943 /*
4944  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4945  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4946  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4947  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4948  * any memcg without hierarchy as infertile.
4949  */
4950 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4951 {
4952         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4953 }
4954
4955 /*
4956  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4957  * the rest to the parent.
4958  *
4959  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4960  */
4961 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4962 {
4963         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4964         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4965
4966         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4967         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4968                 return -EBUSY;
4969
4970         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4971         lru_add_drain_all();
4972         /* try to free all pages in this cgroup */
4973         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4974                 int progress;
4975
4976                 if (signal_pending(current))
4977                         return -EINTR;
4978
4979                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4980                                                 false);
4981                 if (!progress) {
4982                         nr_retries--;
4983                         /* maybe some writeback is necessary */
4984                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4985                 }
4986
4987         }
4988         lru_add_drain();
4989         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4990
4991         return 0;
4992 }
4993
4994 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4995 {
4996         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4997         int ret;
4998
4999         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5000                 return -EINVAL;
5001         css_get(&memcg->css);
5002         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
5003         css_put(&memcg->css);
5004
5005         return ret;
5006 }
5007
5008
5009 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
5010 {
5011         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
5012 }
5013
5014 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5015                                         u64 val)
5016 {
5017         int retval = 0;
5018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5019         struct cgroup *parent = cont->parent;
5020         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
5021
5022         if (parent)
5023                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
5024
5025         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5026
5027         if (memcg->use_hierarchy == val)
5028                 goto out;
5029
5030         /*
5031          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5032          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5033          * occur, provided the current cgroup has no children.
5034          *
5035          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5036          * set if there are no children.
5037          */
5038         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5039                                 (val == 1 || val == 0)) {
5040                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5041                         memcg->use_hierarchy = val;
5042                 else
5043                         retval = -EBUSY;
5044         } else
5045                 retval = -EINVAL;
5046
5047 out:
5048         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5049
5050         return retval;
5051 }
5052
5053
5054 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5055                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5056 {
5057         struct mem_cgroup *iter;
5058         long val = 0;
5059
5060         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5061         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5062                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5063
5064         if (val < 0) /* race ? */
5065                 val = 0;
5066         return val;
5067 }
5068
5069 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5070 {
5071         u64 val;
5072
5073         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5074                 if (!swap)
5075                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5076                 else
5077                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5078         }
5079
5080         /*
5081          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5082          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5083          */
5084         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5085         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5086
5087         if (swap)
5088                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5089
5090         return val << PAGE_SHIFT;
5091 }
5092
5093 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5094                                struct file *file, char __user *buf,
5095                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5096 {
5097         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5098         char str[64];
5099         u64 val;
5100         int name, len;
5101         enum res_type type;
5102
5103         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5104         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5105
5106         switch (type) {
5107         case _MEM:
5108                 if (name == RES_USAGE)
5109                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5110                 else
5111                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5112                 break;
5113         case _MEMSWAP:
5114                 if (name == RES_USAGE)
5115                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5116                 else
5117                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5118                 break;
5119         case _KMEM:
5120                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5121                 break;
5122         default:
5123                 BUG();
5124         }
5125
5126         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5127         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5128 }
5129
5130 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5131 {
5132         int ret = -EINVAL;
5133 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5134         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5135         /*
5136          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5137          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5138          * already joined.
5139          *
5140          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5141          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5142          * place, which makes the value quite meaningless.
5143          *
5144          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5145          * of course permitted.
5146          */
5147         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5148         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5149         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5150                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5151                         ret = -EBUSY;
5152                         goto out;
5153                 }
5154                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5155                 VM_BUG_ON(ret);
5156
5157                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5158                 if (ret) {
5159                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5160                         goto out;
5161                 }
5162                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5163                 /*
5164                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5165                  * starts accounting before all call sites are patched
5166                  */
5167                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5168
5169                 /*
5170                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5171                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5172                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5173                  * need to reference count the memcg because of that.
5174                  */
5175                 mem_cgroup_get(memcg);
5176         } else
5177                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5178 out:
5179         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5180         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5181 #endif
5182         return ret;
5183 }
5184
5185 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5186 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5187 {
5188         int ret = 0;
5189         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5190         if (!parent)
5191                 goto out;
5192
5193         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5194         /*
5195          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5196          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5197          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5198          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5199          * parents.
5200          *
5201          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5202          * that is accounted.
5203          */
5204         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5205                 goto out;
5206
5207         /*
5208          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5209          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5210          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5211          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5212          */
5213         mem_cgroup_get(memcg);
5214         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5215
5216         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5217         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5218         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5219 out:
5220         return ret;
5221 }
5222 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5223
5224 /*
5225  * The user of this function is...
5226  * RES_LIMIT.
5227  */
5228 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5229                             const char *buffer)
5230 {
5231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5232         enum res_type type;
5233         int name;
5234         unsigned long long val;
5235         int ret;
5236
5237         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5238         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5239
5240         switch (name) {
5241         case RES_LIMIT:
5242                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5243                         ret = -EINVAL;
5244                         break;
5245                 }
5246                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5247                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5248                 if (ret)
5249                         break;
5250                 if (type == _MEM)
5251                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5252                 else if (type == _MEMSWAP)
5253                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5254                 else if (type == _KMEM)
5255                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5256                 else
5257                         return -EINVAL;
5258                 break;
5259         case RES_SOFT_LIMIT:
5260                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5261                 if (ret)
5262                         break;
5263                 /*
5264                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5265                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5266                  * control without swap
5267                  */
5268                 if (type == _MEM)
5269                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5270                 else
5271                         ret = -EINVAL;
5272                 break;
5273         default:
5274                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5275                 break;
5276         }
5277         return ret;
5278 }
5279
5280 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5281                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5282 {
5283         struct cgroup *cgroup;
5284         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5285
5286         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5287         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5288         cgroup = memcg->css.cgroup;
5289         if (!memcg->use_hierarchy)
5290                 goto out;
5291
5292         while (cgroup->parent) {
5293                 cgroup = cgroup->parent;
5294                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5295                 if (!memcg->use_hierarchy)
5296                         break;
5297                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5298                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5299                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5300                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5301         }
5302 out:
5303         *mem_limit = min_limit;
5304         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5305 }
5306
5307 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5308 {
5309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5310         int name;
5311         enum res_type type;
5312
5313         type = MEMFILE_TYPE(event);
5314         name = MEMFILE_ATTR(event);
5315
5316         switch (name) {
5317         case RES_MAX_USAGE:
5318                 if (type == _MEM)
5319                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5320                 else if (type == _MEMSWAP)
5321                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5322                 else if (type == _KMEM)
5323                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5324                 else
5325                         return -EINVAL;
5326                 break;
5327         case RES_FAILCNT:
5328                 if (type == _MEM)
5329                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5330                 else if (type == _MEMSWAP)
5331                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5332                 else if (type == _KMEM)
5333                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5334                 else
5335                         return -EINVAL;
5336                 break;
5337         }
5338
5339         return 0;
5340 }
5341
5342 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5343                                         struct cftype *cft)
5344 {
5345         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5346 }
5347
5348 #ifdef CONFIG_MMU
5349 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5350                                         struct cftype *cft, u64 val)
5351 {
5352         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5353
5354         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5355                 return -EINVAL;
5356
5357         /*
5358          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5359          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5360          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5361          * affect task migrations starting after the change.
5362          */
5363         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5364         return 0;
5365 }
5366 #else
5367 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5368                                         struct cftype *cft, u64 val)
5369 {
5370         return -ENOSYS;
5371 }
5372 #endif
5373
5374 #ifdef CONFIG_NUMA
5375 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5376                                       struct seq_file *m)
5377 {
5378         int nid;
5379         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5380         unsigned long node_nr;
5381         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5382
5383         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5384         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5385         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5386                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5387                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5388         }
5389         seq_putc(m, '\n');
5390
5391         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5392         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5393         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5394                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5395                                 LRU_ALL_FILE);
5396                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5397         }
5398         seq_putc(m, '\n');
5399
5400         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5401         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5402         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5403                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5404                                 LRU_ALL_ANON);
5405                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5406         }
5407         seq_putc(m, '\n');
5408
5409         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5410         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5411         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5412                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5413                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5414                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5415         }
5416         seq_putc(m, '\n');
5417         return 0;
5418 }
5419 #endif /* CONFIG_NUMA */
5420
5421 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5422 {
5423         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5424 }
5425
5426 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5427                                  struct seq_file *m)
5428 {
5429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5430         struct mem_cgroup *mi;
5431         unsigned int i;
5432
5433         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5434                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5435                         continue;
5436                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5437                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5438         }
5439
5440         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5441                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5442                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5443
5444         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5445                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5446                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5447
5448         /* Hierarchical information */
5449         {
5450                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5451                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5452                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5453                 if (do_swap_account)
5454                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5455                                    memsw_limit);
5456         }
5457
5458         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5459                 long long val = 0;
5460
5461                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5462                         continue;
5463                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5464                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5465                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5466         }
5467
5468         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5469                 unsigned long long val = 0;
5470
5471                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5472                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5473                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5474                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5475         }
5476
5477         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5478                 unsigned long long val = 0;
5479
5480                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5481                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5482                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5483         }
5484
5485 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5486         {
5487                 int nid, zid;
5488                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5489                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5490                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5491                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5492
5493                 for_each_online_node(nid)
5494                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5495                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5496                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5497
5498                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5499                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5500                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5501                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5502                         }
5503                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5504                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5505                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5506                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5507         }
5508 #endif
5509
5510         return 0;
5511 }
5512
5513 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5514 {
5515         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5516
5517         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5518 }
5519
5520 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5521                                        u64 val)
5522 {
5523         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5524         struct mem_cgroup *parent;
5525
5526         if (val > 100)
5527                 return -EINVAL;
5528
5529         if (cgrp->parent == NULL)
5530                 return -EINVAL;
5531
5532         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5533
5534         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5535
5536         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5537         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5538                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5539                 return -EINVAL;
5540         }
5541
5542         memcg->swappiness = val;
5543
5544         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5545
5546         return 0;
5547 }
5548
5549 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5550 {
5551         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5552         u64 usage;
5553         int i;
5554
5555         rcu_read_lock();
5556         if (!swap)
5557                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5558         else
5559                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5560
5561         if (!t)
5562                 goto unlock;
5563
5564         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5565
5566         /*
5567          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5568          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5569          * call of __mem_cgroup_threshold().
5570          */
5571         i = t->current_threshold;
5572
5573         /*
5574          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5575          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5576          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5577          * only one element of the array here.
5578          */
5579         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5580                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5581
5582         /* i = current_threshold + 1 */
5583         i++;
5584
5585         /*
5586          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5587          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5588          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5589          * only one element of the array here.
5590          */
5591         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5592                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5593
5594         /* Update current_threshold */
5595         t->current_threshold = i - 1;
5596 unlock:
5597         rcu_read_unlock();
5598 }
5599
5600 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5601 {
5602         while (memcg) {
5603                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5604                 if (do_swap_account)
5605                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5606
5607                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5608         }
5609 }
5610
5611 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5612 {
5613         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5614         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5615
5616         return _a->threshold - _b->threshold;
5617 }
5618
5619 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5620 {
5621         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5622
5623         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5624                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5625         return 0;
5626 }
5627
5628 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5629 {
5630         struct mem_cgroup *iter;
5631
5632         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5633                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5634 }
5635
5636 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5637         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5638 {
5639         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5640         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5641         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5642         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5643         u64 threshold, usage;
5644         int i, size, ret;
5645
5646         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5647         if (ret)
5648                 return ret;
5649
5650         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5651
5652         if (type == _MEM)
5653                 thresholds = &memcg->thresholds;
5654         else if (type == _MEMSWAP)
5655                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5656         else
5657                 BUG();
5658
5659         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5660
5661         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5662         if (thresholds->primary)
5663                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5664
5665         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5666
5667         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5668         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5669                         GFP_KERNEL);
5670         if (!new) {
5671                 ret = -ENOMEM;
5672                 goto unlock;
5673         }
5674         new->size = size;
5675
5676         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5677         if (thresholds->primary) {
5678                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5679                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5680         }
5681
5682         /* Add new threshold */
5683         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5684         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5685
5686         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5687         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5688                         compare_thresholds, NULL);
5689
5690         /* Find current threshold */
5691         new->current_threshold = -1;
5692         for (i = 0; i < size; i++) {
5693                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5694                         /*
5695                          * new->current_threshold will not be used until
5696                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5697                          * it here.
5698                          */
5699                         ++new->current_threshold;
5700                 } else
5701                         break;
5702         }
5703
5704         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5705         kfree(thresholds->spare);
5706         thresholds->spare = thresholds->primary;
5707
5708         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5709
5710         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5711         synchronize_rcu();
5712
5713 unlock:
5714         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5715
5716         return ret;
5717 }
5718
5719 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5720         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5721 {
5722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5723         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5724         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5725         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5726         u64 usage;
5727         int i, j, size;
5728
5729         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5730         if (type == _MEM)
5731                 thresholds = &memcg->thresholds;
5732         else if (type == _MEMSWAP)
5733                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5734         else
5735                 BUG();
5736
5737         if (!thresholds->primary)
5738                 goto unlock;
5739
5740         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5741
5742         /* Check if a threshold crossed before removing */
5743         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5744
5745         /* Calculate new number of threshold */
5746         size = 0;
5747         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5748                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5749                         size++;
5750         }
5751
5752         new = thresholds->spare;
5753
5754         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5755         if (!size) {
5756                 kfree(new);
5757                 new = NULL;
5758                 goto swap_buffers;
5759         }
5760
5761         new->size = size;
5762
5763         /* Copy thresholds and find current threshold */
5764         new->current_threshold = -1;
5765         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5766                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5767                         continue;
5768
5769                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5770                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5771                         /*
5772                          * new->current_threshold will not be used
5773                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5774                          * it here.
5775                          */
5776                         ++new->current_threshold;
5777                 }
5778                 j++;
5779         }
5780
5781 swap_buffers:
5782         /* Swap primary and spare array */
5783         thresholds->spare = thresholds->primary;
5784         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5785         if (!new) {
5786                 kfree(thresholds->spare);
5787                 thresholds->spare = NULL;
5788         }
5789
5790         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5791
5792         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5793         synchronize_rcu();
5794 unlock:
5795         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5796 }
5797
5798 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5799         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5800 {
5801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5802         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5803         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5804
5805         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5806         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5807         if (!event)
5808                 return -ENOMEM;
5809
5810         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5811
5812         event->eventfd = eventfd;
5813         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5814
5815         /* already in OOM ? */
5816         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5817                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5818         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5819
5820         return 0;
5821 }
5822
5823 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5824         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5825 {
5826         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5827         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5828         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5829
5830         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5831
5832         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5833
5834         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5835                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5836                         list_del(&ev->list);
5837                         kfree(ev);
5838                 }
5839         }
5840
5841         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5842 }
5843
5844 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5845         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5846 {
5847         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5848
5849         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5850
5851         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5852                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5853         else
5854                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5855         return 0;
5856 }
5857
5858 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5859         struct cftype *cft, u64 val)
5860 {
5861         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5862         struct mem_cgroup *parent;
5863
5864         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5865         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5866                 return -EINVAL;
5867
5868         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5869
5870         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5871         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5872         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5873                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5874                 return -EINVAL;
5875         }
5876         memcg->oom_kill_disable = val;
5877         if (!val)
5878                 memcg_oom_recover(memcg);
5879         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5880         return 0;
5881 }
5882
5883 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5884 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5885 {
5886         int ret;
5887
5888         memcg->kmemcg_id = -1;
5889         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5890         if (ret)
5891                 return ret;
5892
5893         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5894 }
5895
5896 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5897 {
5898         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5899
5900         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5901
5902         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5903                 return;
5904
5905         /*
5906          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5907          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5908          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5909          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5910          */
5911         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5912                 mem_cgroup_put(memcg);
5913 }
5914 #else
5915 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5916 {
5917         return 0;
5918 }
5919
5920 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5921 {
5922 }
5923 #endif
5924
5925 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5926         {
5927                 .name = "usage_in_bytes",
5928                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5929                 .read = mem_cgroup_read,
5930                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5931                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5932         },
5933         {
5934                 .name = "max_usage_in_bytes",
5935                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5936                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5937                 .read = mem_cgroup_read,
5938         },
5939         {
5940                 .name = "limit_in_bytes",
5941                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5942                 .write_string = mem_cgroup_write,
5943                 .read = mem_cgroup_read,
5944         },
5945         {
5946                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5947                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5948                 .write_string = mem_cgroup_write,
5949                 .read = mem_cgroup_read,
5950         },
5951         {
5952                 .name = "failcnt",
5953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5954                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5955                 .read = mem_cgroup_read,
5956         },
5957         {
5958                 .name = "stat",
5959                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5960         },
5961         {
5962                 .name = "force_empty",
5963                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5964         },
5965         {
5966                 .name = "use_hierarchy",
5967                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5968                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5969                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "swappiness",
5973                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5974                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5978                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5979                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5980         },
5981         {
5982                 .name = "oom_control",
5983                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5984                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5985                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5986                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5988         },
5989         {
5990                 .name = "pressure_level",
5991                 .register_event = vmpressure_register_event,
5992                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5993         },
5994 #ifdef CONFIG_NUMA
5995         {
5996                 .name = "numa_stat",
5997                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5998         },
5999 #endif
6000 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6001         {
6002                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6003                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6004                 .write_string = mem_cgroup_write,
6005                 .read = mem_cgroup_read,
6006         },
6007         {
6008                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6010                 .read = mem_cgroup_read,
6011         },
6012         {
6013                 .name = "kmem.failcnt",
6014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6015                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6016                 .read = mem_cgroup_read,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6021                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6022                 .read = mem_cgroup_read,
6023         },
6024 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6025         {
6026                 .name = "kmem.slabinfo",
6027                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6028         },
6029 #endif
6030 #endif
6031         { },    /* terminate */
6032 };
6033
6034 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6035 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6036         {
6037                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6039                 .read = mem_cgroup_read,
6040                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6041                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6042         },
6043         {
6044                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6046                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6047                 .read = mem_cgroup_read,
6048         },
6049         {
6050                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6052                 .write_string = mem_cgroup_write,
6053                 .read = mem_cgroup_read,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "memsw.failcnt",
6057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6058                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060         },
6061         { },    /* terminate */
6062 };
6063 #endif
6064 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6065 {
6066         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6067         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6068         int zone, tmp = node;
6069         /*
6070          * This routine is called against possible nodes.
6071          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6072          *
6073          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6074          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6075          *       function.
6076          */
6077         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6078                 tmp = -1;
6079         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6080         if (!pn)
6081                 return 1;
6082
6083         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6084                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6085                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6086                 mz->usage_in_excess = 0;
6087                 mz->on_tree = false;
6088                 mz->memcg = memcg;
6089         }
6090         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6091         return 0;
6092 }
6093
6094 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6095 {
6096         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6097 }
6098
6099 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6100 {
6101         struct mem_cgroup *memcg;
6102         size_t size = memcg_size();
6103
6104         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6105         if (size < PAGE_SIZE)
6106                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6107         else
6108                 memcg = vzalloc(size);
6109
6110         if (!memcg)
6111                 return NULL;
6112
6113         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6114         if (!memcg->stat)
6115                 goto out_free;
6116         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6117         return memcg;
6118
6119 out_free:
6120         if (size < PAGE_SIZE)
6121                 kfree(memcg);
6122         else
6123                 vfree(memcg);
6124         return NULL;
6125 }
6126
6127 /*
6128  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6129  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6130  *
6131  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6132  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6133  * it goes down to 0.
6134  *
6135  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6136  */
6137
6138 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6139 {
6140         int node;
6141         size_t size = memcg_size();
6142
6143         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6144         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6145
6146         for_each_node(node)
6147                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6148
6149         free_percpu(memcg->stat);
6150
6151         /*
6152          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6153          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6154          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6155          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6156          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6157          *
6158          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6159          * to move this code around, and make sure it is outside
6160          * the cgroup_lock.
6161          */
6162         disarm_static_keys(memcg);
6163         if (size < PAGE_SIZE)
6164                 kfree(memcg);
6165         else
6166                 vfree(memcg);
6167 }
6168
6169
6170 /*
6171  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6172  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6173  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6174  */
6175 static void free_work(struct work_struct *work)
6176 {
6177         struct mem_cgroup *memcg;
6178
6179         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6180         __mem_cgroup_free(memcg);
6181 }
6182
6183 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6184 {
6185         struct mem_cgroup *memcg;
6186
6187         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6188         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6189         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6190 }
6191
6192 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6193 {
6194         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6195 }
6196
6197 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6198 {
6199         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6200                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6201                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6202                 if (parent)
6203                         mem_cgroup_put(parent);
6204         }
6205 }
6206
6207 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6208 {
6209         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6210 }
6211
6212 /*
6213  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6214  */
6215 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6216 {
6217         if (!memcg->res.parent)
6218                 return NULL;
6219         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6220 }
6221 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6222
6223 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6224 {
6225         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6226         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6227         int tmp, node, zone;
6228
6229         for_each_node(node) {
6230                 tmp = node;
6231                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6232                         tmp = -1;
6233                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6234                 BUG_ON(!rtpn);
6235
6236                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6237
6238                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6239                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6240                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6241                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6242                 }
6243         }
6244 }
6245
6246 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6247 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6248 {
6249         struct mem_cgroup *memcg;
6250         long error = -ENOMEM;
6251         int node;
6252
6253         memcg = mem_cgroup_alloc();
6254         if (!memcg)
6255                 return ERR_PTR(error);
6256
6257         for_each_node(node)
6258                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6259                         goto free_out;
6260
6261         /* root ? */
6262         if (cont->parent == NULL) {
6263                 root_mem_cgroup = memcg;
6264                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6265                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6266                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6267         }
6268
6269         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6270         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6271         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6272         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6273         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6274         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6275         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6276
6277         return &memcg->css;
6278
6279 free_out:
6280         __mem_cgroup_free(memcg);
6281         return ERR_PTR(error);
6282 }
6283
6284 static int
6285 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6286 {
6287         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6288         int error = 0;
6289
6290         if (!cont->parent)
6291                 return 0;
6292
6293         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6294         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6295         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6296
6297         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6298         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6299         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6300
6301         if (parent->use_hierarchy) {
6302                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6303                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6304                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6305
6306                 /*
6307                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6308                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6309                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6310                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6311                  */
6312                 mem_cgroup_get(parent);
6313         } else {
6314                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6315                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6316                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6317                 /*
6318                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6319                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6320                  * unfortunate state in our controller.
6321                  */
6322                 if (parent != root_mem_cgroup)
6323                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6324         }
6325
6326         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6327         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6328         if (error) {
6329                 /*
6330                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6331                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6332                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6333                  */
6334                 mem_cgroup_put(memcg);
6335                 if (parent->use_hierarchy)
6336                         mem_cgroup_put(parent);
6337         }
6338         return error;
6339 }
6340
6341 /*
6342  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6343  */
6344 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6345 {
6346         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6347
6348         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6349                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6350
6351         /*
6352          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6353          * explicitely.
6354          */
6355         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6356                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6357 }
6358
6359 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6360 {
6361         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6362
6363         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6364         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6365         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6366 }
6367
6368 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6369 {
6370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6371
6372         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6373
6374         mem_cgroup_put(memcg);
6375 }
6376
6377 #ifdef CONFIG_MMU
6378 /* Handlers for move charge at task migration. */
6379 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6380 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6381 {
6382         int ret = 0;
6383         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6384         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6385
6386         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6387                 mc.precharge += count;
6388                 /* we don't need css_get for root */
6389                 return ret;
6390         }
6391         /* try to charge at once */
6392         if (count > 1) {
6393                 struct res_counter *dummy;
6394                 /*
6395                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6396                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6397                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6398                  * css_get().
6399                  */
6400                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6401                         goto one_by_one;
6402                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6403                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6404                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6405                         goto one_by_one;
6406                 }
6407                 mc.precharge += count;
6408                 return ret;
6409         }
6410 one_by_one:
6411         /* fall back to one by one charge */
6412         while (count--) {
6413                 if (signal_pending(current)) {
6414                         ret = -EINTR;
6415                         break;
6416                 }
6417                 if (!batch_count--) {
6418                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6419                         cond_resched();
6420                 }
6421                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6422                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6423                 if (ret)
6424                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6425                         return ret;
6426                 mc.precharge++;
6427         }
6428         return ret;
6429 }
6430
6431 /**
6432  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6433  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6434  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6435  * @ptent: the pte to be checked
6436  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6437  *
6438  * Returns
6439  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6440  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6441  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6442  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6443  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6444  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6445  *     in target->ent.
6446  *
6447  * Called with pte lock held.
6448  */
6449 union mc_target {
6450         struct page     *page;
6451         swp_entry_t     ent;
6452 };
6453
6454 enum mc_target_type {
6455         MC_TARGET_NONE = 0,
6456         MC_TARGET_PAGE,
6457         MC_TARGET_SWAP,
6458 };
6459
6460 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6461                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6462 {
6463         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6464
6465         if (!page || !page_mapped(page))
6466                 return NULL;
6467         if (PageAnon(page)) {
6468                 /* we don't move shared anon */
6469                 if (!move_anon())
6470                         return NULL;
6471         } else if (!move_file())
6472                 /* we ignore mapcount for file pages */
6473                 return NULL;
6474         if (!get_page_unless_zero(page))
6475                 return NULL;
6476
6477         return page;
6478 }
6479
6480 #ifdef CONFIG_SWAP
6481 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6482                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6483 {
6484         struct page *page = NULL;
6485         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6486
6487         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6488                 return NULL;
6489         /*
6490          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6491          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6492          */
6493         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6494         if (do_swap_account)
6495                 entry->val = ent.val;
6496
6497         return page;
6498 }
6499 #else
6500 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6501                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6502 {
6503         return NULL;
6504 }
6505 #endif
6506
6507 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6508                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6509 {
6510         struct page *page = NULL;
6511         struct address_space *mapping;
6512         pgoff_t pgoff;
6513
6514         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6515                 return NULL;
6516         if (!move_file())
6517                 return NULL;
6518
6519         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6520         if (pte_none(ptent))
6521                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6522         else /* pte_file(ptent) is true */
6523                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6524
6525         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6526         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6527
6528 #ifdef CONFIG_SWAP
6529         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6530         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6531                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6532                 if (do_swap_account)
6533                         *entry = swap;
6534                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6535         }
6536 #endif
6537         return page;
6538 }
6539
6540 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6541                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6542 {
6543         struct page *page = NULL;
6544         struct page_cgroup *pc;
6545         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6546         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6547
6548         if (pte_present(ptent))
6549                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6550         else if (is_swap_pte(ptent))
6551                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6552         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6553                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6554
6555         if (!page && !ent.val)
6556                 return ret;
6557         if (page) {
6558                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6559                 /*
6560                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6561                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6562                  * the lock.
6563                  */
6564                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6565                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6566                         if (target)
6567                                 target->page = page;
6568                 }
6569                 if (!ret || !target)
6570                         put_page(page);
6571         }
6572         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6573         if (ent.val && !ret &&
6574                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6575                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6576                 if (target)
6577                         target->ent = ent;
6578         }
6579         return ret;
6580 }
6581
6582 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6583 /*
6584  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6585  * support them for now.
6586  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6587  */
6588 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6589                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6590 {
6591         struct page *page = NULL;
6592         struct page_cgroup *pc;
6593         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6594
6595         page = pmd_page(pmd);
6596         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6597         if (!move_anon())
6598                 return ret;
6599         pc = lookup_page_cgroup(page);
6600         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6601                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6602                 if (target) {
6603                         get_page(page);
6604                         target->page = page;
6605                 }
6606         }
6607         return ret;
6608 }
6609 #else
6610 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6611                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6612 {
6613         return MC_TARGET_NONE;
6614 }
6615 #endif
6616
6617 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6618                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6619                                         struct mm_walk *walk)
6620 {
6621         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6622         pte_t *pte;
6623         spinlock_t *ptl;
6624
6625         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6626                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6627                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6628                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6629                 return 0;
6630         }
6631
6632         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6633                 return 0;
6634         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6635         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6636                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6637                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6638         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6639         cond_resched();
6640
6641         return 0;
6642 }
6643
6644 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6645 {
6646         unsigned long precharge;
6647         struct vm_area_struct *vma;
6648
6649         down_read(&mm->mmap_sem);
6650         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6651                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6652                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6653                         .mm = mm,
6654                         .private = vma,
6655                 };
6656                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6657                         continue;
6658                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6659                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6660         }
6661         up_read(&mm->mmap_sem);
6662
6663         precharge = mc.precharge;
6664         mc.precharge = 0;
6665
6666         return precharge;
6667 }
6668
6669 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6670 {
6671         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6672
6673         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6674         mc.moving_task = current;
6675         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6676 }
6677
6678 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6679 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6680 {
6681         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6682         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6683
6684         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6685         if (mc.precharge) {
6686                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6687                 mc.precharge = 0;
6688         }
6689         /*
6690          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6691          * we must uncharge here.
6692          */
6693         if (mc.moved_charge) {
6694                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6695                 mc.moved_charge = 0;
6696         }
6697         /* we must fixup refcnts and charges */
6698         if (mc.moved_swap) {
6699                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6700                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6701                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6702                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6703                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6704
6705                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6706                         /*
6707                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6708                          * uncharge to->res.
6709                          */
6710                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6711                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6712                 }
6713                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6714                 mc.moved_swap = 0;
6715         }
6716         memcg_oom_recover(from);
6717         memcg_oom_recover(to);
6718         wake_up_all(&mc.waitq);
6719 }
6720
6721 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6722 {
6723         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6724
6725         /*
6726          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6727          * task migration.
6728          */
6729         mc.moving_task = NULL;
6730         __mem_cgroup_clear_mc();
6731         spin_lock(&mc.lock);
6732         mc.from = NULL;
6733         mc.to = NULL;
6734         spin_unlock(&mc.lock);
6735         mem_cgroup_end_move(from);
6736 }
6737
6738 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6739                                  struct cgroup_taskset *tset)
6740 {
6741         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6742         int ret = 0;
6743         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6744         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6745
6746         /*
6747          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6748          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6749          * So we need to save it, and keep it going.
6750          */
6751         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6752         if (move_charge_at_immigrate) {
6753                 struct mm_struct *mm;
6754                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6755
6756                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6757
6758                 mm = get_task_mm(p);
6759                 if (!mm)
6760                         return 0;
6761                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6762                 if (mm->owner == p) {
6763                         VM_BUG_ON(mc.from);
6764                         VM_BUG_ON(mc.to);
6765                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6766                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6767                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6768                         mem_cgroup_start_move(from);
6769                         spin_lock(&mc.lock);
6770                         mc.from = from;
6771                         mc.to = memcg;
6772                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6773                         spin_unlock(&mc.lock);
6774                         /* We set mc.moving_task later */
6775
6776                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6777                         if (ret)
6778                                 mem_cgroup_clear_mc();
6779                 }
6780                 mmput(mm);
6781         }
6782         return ret;
6783 }
6784
6785 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6786                                      struct cgroup_taskset *tset)
6787 {
6788         mem_cgroup_clear_mc();
6789 }
6790
6791 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6792                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6793                                 struct mm_walk *walk)
6794 {
6795         int ret = 0;
6796         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6797         pte_t *pte;
6798         spinlock_t *ptl;
6799         enum mc_target_type target_type;
6800         union mc_target target;
6801         struct page *page;
6802         struct page_cgroup *pc;
6803
6804         /*
6805          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6806          * happens because:
6807          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6808          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6809          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6810          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6811          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6812          *    part of thp split is not executed yet.
6813          */
6814         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6815                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6816                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6817                         return 0;
6818                 }
6819                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6820                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6821                         page = target.page;
6822                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6823                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6824                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6825                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6826                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6827                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6828                                 }
6829                                 putback_lru_page(page);
6830                         }
6831                         put_page(page);
6832                 }
6833                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6834                 return 0;
6835         }
6836
6837         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6838                 return 0;
6839 retry:
6840         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6841         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6842                 pte_t ptent = *(pte++);
6843                 swp_entry_t ent;
6844
6845                 if (!mc.precharge)
6846                         break;
6847
6848                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6849                 case MC_TARGET_PAGE:
6850                         page = target.page;
6851                         if (isolate_lru_page(page))
6852                                 goto put;
6853                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6854                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6855                                                      mc.from, mc.to)) {
6856                                 mc.precharge--;
6857                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6858                                 mc.moved_charge++;
6859                         }
6860                         putback_lru_page(page);
6861 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6862                         put_page(page);
6863                         break;
6864                 case MC_TARGET_SWAP:
6865                         ent = target.ent;
6866                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6867                                 mc.precharge--;
6868                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6869                                 mc.moved_swap++;
6870                         }
6871                         break;
6872                 default:
6873                         break;
6874                 }
6875         }
6876         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6877         cond_resched();
6878
6879         if (addr != end) {
6880                 /*
6881                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6882                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6883                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6884                  * phase.
6885                  */
6886                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6887                 if (!ret)
6888                         goto retry;
6889         }
6890
6891         return ret;
6892 }
6893
6894 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6895 {
6896         struct vm_area_struct *vma;
6897
6898         lru_add_drain_all();
6899 retry:
6900         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6901                 /*
6902                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6903                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6904                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6905                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6906                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6907                  */
6908                 __mem_cgroup_clear_mc();
6909                 cond_resched();
6910                 goto retry;
6911         }
6912         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6913                 int ret;
6914                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6915                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6916                         .mm = mm,
6917                         .private = vma,
6918                 };
6919                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6920                         continue;
6921                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6922                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6923                 if (ret)
6924                         /*
6925                          * means we have consumed all precharges and failed in
6926                          * doing additional charge. Just abandon here.
6927                          */
6928                         break;
6929         }
6930         up_read(&mm->mmap_sem);
6931 }
6932
6933 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6934                                  struct cgroup_taskset *tset)
6935 {
6936         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6937         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6938
6939         if (mm) {
6940                 if (mc.to)
6941                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6942                 mmput(mm);
6943         }
6944         if (mc.to)
6945                 mem_cgroup_clear_mc();
6946 }
6947 #else   /* !CONFIG_MMU */
6948 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6949                                  struct cgroup_taskset *tset)
6950 {
6951         return 0;
6952 }
6953 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6954                                      struct cgroup_taskset *tset)
6955 {
6956 }
6957 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6958                                  struct cgroup_taskset *tset)
6959 {
6960 }
6961 #endif
6962
6963 /*
6964  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6965  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6966  */
6967 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
6968 {
6969         /*
6970          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6971          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6972          * on for the root memcg is enough.
6973          */
6974         if (cgroup_sane_behavior(root))
6975                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
6976 }
6977
6978 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6979         .name = "memory",
6980         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6981         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6982         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6983         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6984         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6985         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6986         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6987         .attach = mem_cgroup_move_task,
6988         .bind = mem_cgroup_bind,
6989         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6990         .early_init = 0,
6991         .use_id = 1,
6992 };
6993
6994 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6995 static int __init enable_swap_account(char *s)
6996 {
6997         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6998         if (!strcmp(s, "1"))
6999                 really_do_swap_account = 1;
7000         else if (!strcmp(s, "0"))
7001                 really_do_swap_account = 0;
7002         return 1;
7003 }
7004 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7005
7006 static void __init memsw_file_init(void)
7007 {
7008         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7009 }
7010
7011 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7012 {
7013         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7014                 do_swap_account = 1;
7015                 memsw_file_init();
7016         }
7017 }
7018
7019 #else
7020 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7021 {
7022 }
7023 #endif
7024
7025 /*
7026  * subsys_initcall() for memory controller.
7027  *
7028  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7029  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7030  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7031  * be initialized from here.
7032  */
7033 static int __init mem_cgroup_init(void)
7034 {
7035         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7036         enable_swap_cgroup();
7037         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7038         memcg_stock_init();
7039         return 0;
7040 }
7041 subsys_initcall(mem_cgroup_init);