mm: memcontrol: rewrite charge API
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
677 {
678         int nid = zone_to_nid(zone);
679         int zid = zone_idx(zone);
680
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
746                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
747 {
748         if (!mz->on_tree)
749                 return;
750         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
751         mz->on_tree = false;
752 }
753
754 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         spin_lock(&mctz->lock);
758         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
759         spin_unlock(&mctz->lock);
760 }
761
762
763 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
764 {
765         unsigned long long excess;
766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
767         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
768
769         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
770         /*
771          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
772          * because their event counter is not touched.
773          */
774         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
775                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
776                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
777                 /*
778                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
779                  * mem is over its softlimit.
780                  */
781                 if (excess || mz->on_tree) {
782                         spin_lock(&mctz->lock);
783                         /* if on-tree, remove it */
784                         if (mz->on_tree)
785                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
786                         /*
787                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
788                          * If excess is 0, no tree ops.
789                          */
790                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
791                         spin_unlock(&mctz->lock);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
797 {
798         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800         int nid, zid;
801
802         for_each_node(nid) {
803                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
804                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
805                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
806                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807                 }
808         }
809 }
810
811 static struct mem_cgroup_per_zone *
812 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
813 {
814         struct rb_node *rightmost = NULL;
815         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
816
817 retry:
818         mz = NULL;
819         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
820         if (!rightmost)
821                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
822
823         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
824         /*
825          * Remove the node now but someone else can add it back,
826          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
827          * position in the tree.
828          */
829         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
830         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
831             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
832                 goto retry;
833 done:
834         return mz;
835 }
836
837 static struct mem_cgroup_per_zone *
838 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
839 {
840         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
841
842         spin_lock(&mctz->lock);
843         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
844         spin_unlock(&mctz->lock);
845         return mz;
846 }
847
848 /*
849  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
850  *
851  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
852  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
853  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
854  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
855  *
856  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
857  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
858  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
859  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
860  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
861  *
862  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
863  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
864  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
865  * implemented.
866  */
867 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
868                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
869 {
870         long val = 0;
871         int cpu;
872
873         get_online_cpus();
874         for_each_online_cpu(cpu)
875                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
876 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
877         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
878         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
879         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
880 #endif
881         put_online_cpus();
882         return val;
883 }
884
885 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
886                                          bool charge)
887 {
888         int val = (charge) ? 1 : -1;
889         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
890 }
891
892 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
893                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
894 {
895         unsigned long val = 0;
896         int cpu;
897
898         get_online_cpus();
899         for_each_online_cpu(cpu)
900                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
901 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
902         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
903         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
904         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
905 #endif
906         put_online_cpus();
907         return val;
908 }
909
910 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
911                                          struct page *page,
912                                          bool anon, int nr_pages)
913 {
914         /*
915          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
916          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
917          */
918         if (anon)
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
920                                 nr_pages);
921         else
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
923                                 nr_pages);
924
925         if (PageTransHuge(page))
926                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
927                                 nr_pages);
928
929         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
930         if (nr_pages > 0)
931                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
932         else {
933                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
934                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
935         }
936
937         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
938 }
939
940 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
941 {
942         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
943
944         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
945         return mz->lru_size[lru];
946 }
947
948 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
949                                                   int nid,
950                                                   unsigned int lru_mask)
951 {
952         unsigned long nr = 0;
953         int zid;
954
955         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
956
957         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
958                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959                 enum lru_list lru;
960
961                 for_each_lru(lru) {
962                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
963                                 continue;
964                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
965                         nr += mz->lru_size[lru];
966                 }
967         }
968         return nr;
969 }
970
971 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
972                         unsigned int lru_mask)
973 {
974         unsigned long nr = 0;
975         int nid;
976
977         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
978                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
979         return nr;
980 }
981
982 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
983                                        enum mem_cgroup_events_target target)
984 {
985         unsigned long val, next;
986
987         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
988         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
989         /* from time_after() in jiffies.h */
990         if ((long)next - (long)val < 0) {
991                 switch (target) {
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
993                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
996                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
999                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         break;
1003                 }
1004                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1005                 return true;
1006         }
1007         return false;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Check events in order.
1012  *
1013  */
1014 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1015 {
1016         preempt_disable();
1017         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1018         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1020                 bool do_softlimit;
1021                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1022
1023                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1024                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1025 #if MAX_NUMNODES > 1
1026                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1027                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1028 #endif
1029                 preempt_enable();
1030
1031                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1032                 if (unlikely(do_softlimit))
1033                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1034 #if MAX_NUMNODES > 1
1035                 if (unlikely(do_numainfo))
1036                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1037 #endif
1038         } else
1039                 preempt_enable();
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1053 }
1054
1055 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         do {
1061                 /*
1062                  * Page cache insertions can happen withou an
1063                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1064                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1065                  */
1066                 if (unlikely(!mm))
1067                         memcg = root_mem_cgroup;
1068                 else {
1069                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1070                         if (unlikely(!memcg))
1071                                 memcg = root_mem_cgroup;
1072                 }
1073         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1074         rcu_read_unlock();
1075         return memcg;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1080  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1081  *
1082  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1083  */
1084 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1085                 struct mem_cgroup *last_visited)
1086 {
1087         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1088
1089         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1090 skip_node:
1091         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1092
1093         /*
1094          * Even if we found a group we have to make sure it is
1095          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1096          * skipped and we should continue the tree walk.
1097          * last_visited css is safe to use because it is
1098          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1099          *
1100          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1101          * because we might race with the root removal when it would
1102          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1103          * would end up in an endless loop because it expects that at
1104          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1105          * because caller of the iterator should hold it already so
1106          * skipping css reference should be safe.
1107          */
1108         if (next_css) {
1109                 if ((next_css == &root->css) ||
1110                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1111                      css_tryget_online(next_css)))
1112                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1113
1114                 prev_css = next_css;
1115                 goto skip_node;
1116         }
1117
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1122 {
1123         /*
1124          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1125          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1126          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1127          */
1128         atomic_inc(&root->dead_count);
1129 }
1130
1131 static struct mem_cgroup *
1132 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1133                      struct mem_cgroup *root,
1134                      int *sequence)
1135 {
1136         struct mem_cgroup *position = NULL;
1137         /*
1138          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1139          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1140          *
1141          * If the iterator is valid, we may still race with an
1142          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1143          * released, tryget will fail if we lost the race.
1144          */
1145         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1146         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1147                 smp_rmb();
1148                 position = iter->last_visited;
1149
1150                 /*
1151                  * We cannot take a reference to root because we might race
1152                  * with root removal and returning NULL would end up in
1153                  * an endless loop on the iterator user level when root
1154                  * would be returned all the time.
1155                  */
1156                 if (position && position != root &&
1157                     !css_tryget_online(&position->css))
1158                         position = NULL;
1159         }
1160         return position;
1161 }
1162
1163 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1164                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1165                                    struct mem_cgroup *new_position,
1166                                    struct mem_cgroup *root,
1167                                    int sequence)
1168 {
1169         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1170         if (last_visited && last_visited != root)
1171                 css_put(&last_visited->css);
1172         /*
1173          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1174          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1175          * don't lose destruction events in between.  We could have
1176          * raced with the destruction of @new_position after all.
1177          */
1178         iter->last_visited = new_position;
1179         smp_wmb();
1180         iter->last_dead_count = sequence;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1185  * @root: hierarchy root
1186  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1187  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1188  *
1189  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1190  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1191  *
1192  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1193  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1194  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1195  *
1196  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1197  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1198  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1199  */
1200 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1201                                    struct mem_cgroup *prev,
1202                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1203 {
1204         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1205         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1206
1207         if (mem_cgroup_disabled())
1208                 return NULL;
1209
1210         if (!root)
1211                 root = root_mem_cgroup;
1212
1213         if (prev && !reclaim)
1214                 last_visited = prev;
1215
1216         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1217                 if (prev)
1218                         goto out_css_put;
1219                 return root;
1220         }
1221
1222         rcu_read_lock();
1223         while (!memcg) {
1224                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1225                 int uninitialized_var(seq);
1226
1227                 if (reclaim) {
1228                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1229
1230                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1231                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1232                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1233                                 iter->last_visited = NULL;
1234                                 goto out_unlock;
1235                         }
1236
1237                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1238                 }
1239
1240                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1241
1242                 if (reclaim) {
1243                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1244                                         seq);
1245
1246                         if (!memcg)
1247                                 iter->generation++;
1248                         else if (!prev && memcg)
1249                                 reclaim->generation = iter->generation;
1250                 }
1251
1252                 if (prev && !memcg)
1253                         goto out_unlock;
1254         }
1255 out_unlock:
1256         rcu_read_unlock();
1257 out_css_put:
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260
1261         return memcg;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1266  * @root: hierarchy root
1267  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1268  */
1269 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1270                            struct mem_cgroup *prev)
1271 {
1272         if (!root)
1273                 root = root_mem_cgroup;
1274         if (prev && prev != root)
1275                 css_put(&prev->css);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1280  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1281  * be used for reference counting.
1282  */
1283 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1284         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1285              iter != NULL;                              \
1286              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1287
1288 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1289         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1290              iter != NULL;                              \
1291              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1292
1293 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1294 {
1295         struct mem_cgroup *memcg;
1296
1297         rcu_read_lock();
1298         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1299         if (unlikely(!memcg))
1300                 goto out;
1301
1302         switch (idx) {
1303         case PGFAULT:
1304                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1305                 break;
1306         case PGMAJFAULT:
1307                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1308                 break;
1309         default:
1310                 BUG();
1311         }
1312 out:
1313         rcu_read_unlock();
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1316
1317 /**
1318  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1319  * @zone: zone of the wanted lruvec
1320  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1321  *
1322  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1323  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1324  * is disabled.
1325  */
1326 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1327                                       struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1330         struct lruvec *lruvec;
1331
1332         if (mem_cgroup_disabled()) {
1333                 lruvec = &zone->lruvec;
1334                 goto out;
1335         }
1336
1337         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1338         lruvec = &mz->lruvec;
1339 out:
1340         /*
1341          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1342          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1343          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1344          */
1345         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1346                 lruvec->zone = zone;
1347         return lruvec;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1352  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1353  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1354  *
1355  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1356  * 1. charge
1357  * 2. moving account
1358  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1359  * It is added to LRU before charge.
1360  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1361  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1362  */
1363
1364 /**
1365  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1366  * @page: the page
1367  * @zone: zone of the page
1368  */
1369 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1370 {
1371         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1372         struct mem_cgroup *memcg;
1373         struct page_cgroup *pc;
1374         struct lruvec *lruvec;
1375
1376         if (mem_cgroup_disabled()) {
1377                 lruvec = &zone->lruvec;
1378                 goto out;
1379         }
1380
1381         pc = lookup_page_cgroup(page);
1382         memcg = pc->mem_cgroup;
1383
1384         /*
1385          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1386          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1387          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1388          *
1389          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1390          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1391          * of pc->mem_cgroup safe.
1392          */
1393         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1394                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1395
1396         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1397         lruvec = &mz->lruvec;
1398 out:
1399         /*
1400          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1401          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1402          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1403          */
1404         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1405                 lruvec->zone = zone;
1406         return lruvec;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1411  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1412  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1413  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1414  *
1415  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1416  * lru list.
1417  */
1418 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1419                                 int nr_pages)
1420 {
1421         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1422         unsigned long *lru_size;
1423
1424         if (mem_cgroup_disabled())
1425                 return;
1426
1427         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1428         lru_size = mz->lru_size + lru;
1429         *lru_size += nr_pages;
1430         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1435  * hierarchy subtree
1436  */
1437 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1438                                   struct mem_cgroup *memcg)
1439 {
1440         if (root_memcg == memcg)
1441                 return true;
1442         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1443                 return false;
1444         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1445 }
1446
1447 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1448                                        struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         bool ret;
1451
1452         rcu_read_lock();
1453         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1454         rcu_read_unlock();
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1459                         const struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1462         struct task_struct *p;
1463         bool ret;
1464
1465         p = find_lock_task_mm(task);
1466         if (p) {
1467                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1468                 task_unlock(p);
1469         } else {
1470                 /*
1471                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1472                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1473                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1474                  */
1475                 rcu_read_lock();
1476                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1477                 if (curr)
1478                         css_get(&curr->css);
1479                 rcu_read_unlock();
1480         }
1481         /*
1482          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1483          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1484          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1485          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1486          */
1487         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1488         css_put(&curr->css);
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1493 {
1494         unsigned long inactive_ratio;
1495         unsigned long inactive;
1496         unsigned long active;
1497         unsigned long gb;
1498
1499         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1500         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1501
1502         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1503         if (gb)
1504                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1505         else
1506                 inactive_ratio = 1;
1507
1508         return inactive * inactive_ratio < active;
1509 }
1510
1511 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1512         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1513
1514 /**
1515  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1516  * @memcg: the memory cgroup
1517  *
1518  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1519  * pages.
1520  */
1521 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         unsigned long long margin;
1524
1525         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1526         if (do_swap_account)
1527                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1528         return margin >> PAGE_SHIFT;
1529 }
1530
1531 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         /* root ? */
1534         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1535                 return vm_swappiness;
1536
1537         return memcg->swappiness;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1542  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1543  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1544  * rcu_read_lock(), like this:
1545  *
1546  *         CPU-A                                    CPU-B
1547  *                                              rcu_read_lock()
1548  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1549  *                                                   take heavy locks.
1550  *         synchronize_rcu()                    update something.
1551  *                                              rcu_read_unlock()
1552  *         start move here.
1553  */
1554
1555 /* for quick checking without looking up memcg */
1556 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1557
1558 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1559 {
1560         atomic_inc(&memcg_moving);
1561         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1562         synchronize_rcu();
1563 }
1564
1565 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         /*
1568          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1569          * We check NULL in callee rather than caller.
1570          */
1571         if (memcg) {
1572                 atomic_dec(&memcg_moving);
1573                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1574         }
1575 }
1576
1577 /*
1578  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1579  *
1580  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1581  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1582  * caused by "move".
1583  */
1584 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         struct mem_cgroup *from;
1587         struct mem_cgroup *to;
1588         bool ret = false;
1589         /*
1590          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1591          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1592          */
1593         spin_lock(&mc.lock);
1594         from = mc.from;
1595         to = mc.to;
1596         if (!from)
1597                 goto unlock;
1598
1599         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1600                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1601 unlock:
1602         spin_unlock(&mc.lock);
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1607 {
1608         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1609                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1610                         DEFINE_WAIT(wait);
1611                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1612                         /* moving charge context might have finished. */
1613                         if (mc.moving_task)
1614                                 schedule();
1615                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1616                         return true;
1617                 }
1618         }
1619         return false;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Take this lock when
1624  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1625  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1626  */
1627 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                   unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1634                                 unsigned long *flags)
1635 {
1636         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1637 }
1638
1639 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1640 /**
1641  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1642  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1643  * @p: Task that is going to be killed
1644  *
1645  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1646  * enabled
1647  */
1648 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1649 {
1650         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1651         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1652         struct mem_cgroup *iter;
1653         unsigned int i;
1654
1655         if (!p)
1656                 return;
1657
1658         mutex_lock(&oom_info_lock);
1659         rcu_read_lock();
1660
1661         pr_info("Task in ");
1662         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1663         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1664         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1665         pr_info("\n");
1666
1667         rcu_read_unlock();
1668
1669         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1670                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1671                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1672                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1673         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1674                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1675                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1677         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1679                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1681
1682         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1683                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1684                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1685                 pr_cont(":");
1686
1687                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1688                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1689                                 continue;
1690                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1691                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1692                 }
1693
1694                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1695                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1696                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1697
1698                 pr_cont("\n");
1699         }
1700         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1705  * 1(self count) if no children.
1706  */
1707 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         int num = 0;
1710         struct mem_cgroup *iter;
1711
1712         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1713                 num++;
1714         return num;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1719  */
1720 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1721 {
1722         u64 limit;
1723
1724         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1725
1726         /*
1727          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1728          */
1729         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1730                 u64 memsw;
1731
1732                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1733                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1734
1735                 /*
1736                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1737                  * available to this memcg, return that limit.
1738                  */
1739                 limit = min(limit, memsw);
1740         }
1741
1742         return limit;
1743 }
1744
1745 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1746                                      int order)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749         unsigned long chosen_points = 0;
1750         unsigned long totalpages;
1751         unsigned int points = 0;
1752         struct task_struct *chosen = NULL;
1753
1754         /*
1755          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1756          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1757          * quickly exit and free its memory.
1758          */
1759         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1760                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1761                 return;
1762         }
1763
1764         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1765         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1767                 struct css_task_iter it;
1768                 struct task_struct *task;
1769
1770                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1771                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1772                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1773                                                         false)) {
1774                         case OOM_SCAN_SELECT:
1775                                 if (chosen)
1776                                         put_task_struct(chosen);
1777                                 chosen = task;
1778                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1779                                 get_task_struct(chosen);
1780                                 /* fall through */
1781                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1782                                 continue;
1783                         case OOM_SCAN_ABORT:
1784                                 css_task_iter_end(&it);
1785                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1786                                 if (chosen)
1787                                         put_task_struct(chosen);
1788                                 return;
1789                         case OOM_SCAN_OK:
1790                                 break;
1791                         };
1792                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1793                         if (!points || points < chosen_points)
1794                                 continue;
1795                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1796                         if (points == chosen_points &&
1797                             thread_group_leader(chosen))
1798                                 continue;
1799
1800                         if (chosen)
1801                                 put_task_struct(chosen);
1802                         chosen = task;
1803                         chosen_points = points;
1804                         get_task_struct(chosen);
1805                 }
1806                 css_task_iter_end(&it);
1807         }
1808
1809         if (!chosen)
1810                 return;
1811         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1812         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1813                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1814 }
1815
1816 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1817                                         gfp_t gfp_mask,
1818                                         unsigned long flags)
1819 {
1820         unsigned long total = 0;
1821         bool noswap = false;
1822         int loop;
1823
1824         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1825                 noswap = true;
1826         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1827                 noswap = true;
1828
1829         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1830                 if (loop)
1831                         drain_all_stock_async(memcg);
1832                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1833                 /*
1834                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1835                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1836                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1837                  */
1838                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1839                         break;
1840                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1841                         break;
1842                 /*
1843                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1844                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1845                  */
1846                 if (loop && !total)
1847                         break;
1848         }
1849         return total;
1850 }
1851
1852 /**
1853  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1854  * @memcg: the target memcg
1855  * @nid: the node ID to be checked.
1856  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1857  *
1858  * This function returns whether the specified memcg contains any
1859  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1860  * pages in the node.
1861  */
1862 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1863                 int nid, bool noswap)
1864 {
1865         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1866                 return true;
1867         if (noswap || !total_swap_pages)
1868                 return false;
1869         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1870                 return true;
1871         return false;
1872
1873 }
1874 #if MAX_NUMNODES > 1
1875
1876 /*
1877  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1878  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1879  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1880  *
1881  */
1882 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1883 {
1884         int nid;
1885         /*
1886          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1887          * pagein/pageout changes since the last update.
1888          */
1889         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1890                 return;
1891         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1892                 return;
1893
1894         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1895         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1896
1897         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1898
1899                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1900                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1901         }
1902
1903         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1904         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1909  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1910  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1911  *
1912  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1913  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1914  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1915  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1916  *
1917  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1918  */
1919 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1920 {
1921         int node;
1922
1923         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1924         node = memcg->last_scanned_node;
1925
1926         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1927         if (node == MAX_NUMNODES)
1928                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1929         /*
1930          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1931          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1932          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1933          * we use curret node.
1934          */
1935         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1936                 node = numa_node_id();
1937
1938         memcg->last_scanned_node = node;
1939         return node;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1944  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1945  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1946  * enough new information. We need to do double check.
1947  */
1948 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1949 {
1950         int nid;
1951
1952         /*
1953          * quick check...making use of scan_node.
1954          * We can skip unused nodes.
1955          */
1956         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1957                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1958                      nid < MAX_NUMNODES;
1959                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1960
1961                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1962                                 return true;
1963                 }
1964         }
1965         /*
1966          * Check rest of nodes.
1967          */
1968         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1969                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1970                         continue;
1971                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1972                         return true;
1973         }
1974         return false;
1975 }
1976
1977 #else
1978 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         return 0;
1981 }
1982
1983 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1984 {
1985         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1986 }
1987 #endif
1988
1989 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1990                                    struct zone *zone,
1991                                    gfp_t gfp_mask,
1992                                    unsigned long *total_scanned)
1993 {
1994         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1995         int total = 0;
1996         int loop = 0;
1997         unsigned long excess;
1998         unsigned long nr_scanned;
1999         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2000                 .zone = zone,
2001                 .priority = 0,
2002         };
2003
2004         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2005
2006         while (1) {
2007                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2008                 if (!victim) {
2009                         loop++;
2010                         if (loop >= 2) {
2011                                 /*
2012                                  * If we have not been able to reclaim
2013                                  * anything, it might because there are
2014                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2015                                  */
2016                                 if (!total)
2017                                         break;
2018                                 /*
2019                                  * We want to do more targeted reclaim.
2020                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2021                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2022                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2023                                  */
2024                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2025                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2026                                         break;
2027                         }
2028                         continue;
2029                 }
2030                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2031                         continue;
2032                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2033                                                      zone, &nr_scanned);
2034                 *total_scanned += nr_scanned;
2035                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2036                         break;
2037         }
2038         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2039         return total;
2040 }
2041
2042 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2043 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2044         .name = "memcg_oom_lock",
2045 };
2046 #endif
2047
2048 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2049
2050 /*
2051  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2052  * If someone is running, return false.
2053  */
2054 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2055 {
2056         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2057
2058         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2059
2060         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2061                 if (iter->oom_lock) {
2062                         /*
2063                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2064                          * so we cannot give a lock.
2065                          */
2066                         failed = iter;
2067                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2068                         break;
2069                 } else
2070                         iter->oom_lock = true;
2071         }
2072
2073         if (failed) {
2074                 /*
2075                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2076                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2077                  */
2078                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2079                         if (iter == failed) {
2080                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2081                                 break;
2082                         }
2083                         iter->oom_lock = false;
2084                 }
2085         } else
2086                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2087
2088         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2089
2090         return !failed;
2091 }
2092
2093 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2094 {
2095         struct mem_cgroup *iter;
2096
2097         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2098         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2099         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2100                 iter->oom_lock = false;
2101         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2102 }
2103
2104 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *iter;
2107
2108         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2109                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2110 }
2111
2112 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *iter;
2115
2116         /*
2117          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2118          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2119          * atomic_add_unless() here.
2120          */
2121         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2122                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2123 }
2124
2125 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2126
2127 struct oom_wait_info {
2128         struct mem_cgroup *memcg;
2129         wait_queue_t    wait;
2130 };
2131
2132 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2133         unsigned mode, int sync, void *arg)
2134 {
2135         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2136         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2137         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2138
2139         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2140         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2141
2142         /*
2143          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2144          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2145          */
2146         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2147                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2148                 return 0;
2149         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2150 }
2151
2152 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2153 {
2154         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2155         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2156         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2157 }
2158
2159 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2160 {
2161         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2162                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2163 }
2164
2165 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2166 {
2167         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2168                 return;
2169         /*
2170          * We are in the middle of the charge context here, so we
2171          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2172          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2173          *
2174          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2175          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2176          * invocation might not even be necessary.
2177          *
2178          * That's why we don't do anything here except remember the
2179          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2180          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2181          * and when we know whether the fault was overall successful.
2182          */
2183         css_get(&memcg->css);
2184         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2185         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2186         current->memcg_oom.order = order;
2187 }
2188
2189 /**
2190  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2191  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2192  *
2193  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2194  * handler was enabled.
2195  *
2196  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2197  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2198  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2199  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2200  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2201  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2202  *
2203  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2204  * completed, %false otherwise.
2205  */
2206 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2207 {
2208         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2209         struct oom_wait_info owait;
2210         bool locked;
2211
2212         /* OOM is global, do not handle */
2213         if (!memcg)
2214                 return false;
2215
2216         if (!handle)
2217                 goto cleanup;
2218
2219         owait.memcg = memcg;
2220         owait.wait.flags = 0;
2221         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2222         owait.wait.private = current;
2223         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2224
2225         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2226         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2227
2228         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2229
2230         if (locked)
2231                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2232
2233         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2234                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2235                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2236                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2237                                          current->memcg_oom.order);
2238         } else {
2239                 schedule();
2240                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2241                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2242         }
2243
2244         if (locked) {
2245                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2246                 /*
2247                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2248                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2249                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2250                  */
2251                 memcg_oom_recover(memcg);
2252         }
2253 cleanup:
2254         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2255         css_put(&memcg->css);
2256         return true;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2261  *
2262  * Notes: Race condition
2263  *
2264  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2265  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2266  * to do so _always_.
2267  *
2268  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2269  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2270  * are no race with "charge".
2271  *
2272  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2273  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2274  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2275  * by flags.
2276  *
2277  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2278  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2279  * of race or not. If there is, we take a lock.
2280  */
2281
2282 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2283                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2284 {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct page_cgroup *pc;
2287
2288         pc = lookup_page_cgroup(page);
2289 again:
2290         memcg = pc->mem_cgroup;
2291         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2292                 return;
2293         /*
2294          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2295          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2296          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2297          * rcu_read_unlock().
2298          */
2299         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2300         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2301                 return;
2302
2303         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2304         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2305                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2306                 goto again;
2307         }
2308         *locked = true;
2309 }
2310
2311 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2312 {
2313         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2314
2315         /*
2316          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2317          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2318          * should take move_lock_mem_cgroup().
2319          */
2320         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2321 }
2322
2323 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2324                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2325 {
2326         struct mem_cgroup *memcg;
2327         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2328         unsigned long uninitialized_var(flags);
2329
2330         if (mem_cgroup_disabled())
2331                 return;
2332
2333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2334         memcg = pc->mem_cgroup;
2335         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2336                 return;
2337
2338         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2343  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2344  */
2345 #define CHARGE_BATCH    32U
2346 struct memcg_stock_pcp {
2347         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2348         unsigned int nr_pages;
2349         struct work_struct work;
2350         unsigned long flags;
2351 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2352 };
2353 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2354 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2355
2356 /**
2357  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2358  * @memcg: memcg to consume from.
2359  * @nr_pages: how many pages to charge.
2360  *
2361  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2362  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2363  * service an allocation will refill the stock.
2364  *
2365  * returns true if successful, false otherwise.
2366  */
2367 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2368 {
2369         struct memcg_stock_pcp *stock;
2370         bool ret = true;
2371
2372         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2373                 return false;
2374
2375         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2376         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2377                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2378         else /* need to call res_counter_charge */
2379                 ret = false;
2380         put_cpu_var(memcg_stock);
2381         return ret;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2386  */
2387 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2388 {
2389         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2390
2391         if (stock->nr_pages) {
2392                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2393
2394                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2395                 if (do_swap_account)
2396                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2397                 stock->nr_pages = 0;
2398         }
2399         stock->cached = NULL;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2404  * a thread which is pinned to local cpu.
2405  */
2406 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2407 {
2408         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2409         drain_stock(stock);
2410         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2411 }
2412
2413 static void __init memcg_stock_init(void)
2414 {
2415         int cpu;
2416
2417         for_each_possible_cpu(cpu) {
2418                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2419                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2426  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2427  */
2428 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2429 {
2430         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2431
2432         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2433                 drain_stock(stock);
2434                 stock->cached = memcg;
2435         }
2436         stock->nr_pages += nr_pages;
2437         put_cpu_var(memcg_stock);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2442  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2443  * until the work is done.
2444  */
2445 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2446 {
2447         int cpu, curcpu;
2448
2449         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2450         get_online_cpus();
2451         curcpu = get_cpu();
2452         for_each_online_cpu(cpu) {
2453                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2454                 struct mem_cgroup *memcg;
2455
2456                 memcg = stock->cached;
2457                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2458                         continue;
2459                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2460                         continue;
2461                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2462                         if (cpu == curcpu)
2463                                 drain_local_stock(&stock->work);
2464                         else
2465                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2466                 }
2467         }
2468         put_cpu();
2469
2470         if (!sync)
2471                 goto out;
2472
2473         for_each_online_cpu(cpu) {
2474                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2475                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2476                         flush_work(&stock->work);
2477         }
2478 out:
2479         put_online_cpus();
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2484  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2485  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2486  * it.
2487  */
2488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2489 {
2490         /*
2491          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2492          */
2493         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2494                 return;
2495         drain_all_stock(root_memcg, false);
2496         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2497 }
2498
2499 /* This is a synchronous drain interface. */
2500 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2501 {
2502         /* called when force_empty is called */
2503         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2504         drain_all_stock(root_memcg, true);
2505         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2510  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2511  */
2512 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2513 {
2514         int i;
2515
2516         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2517         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2518                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2519
2520                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2521                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2522         }
2523         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2524                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2525
2526                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2527                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2528         }
2529         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2530 }
2531
2532 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2533                                         unsigned long action,
2534                                         void *hcpu)
2535 {
2536         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2537         struct memcg_stock_pcp *stock;
2538         struct mem_cgroup *iter;
2539
2540         if (action == CPU_ONLINE)
2541                 return NOTIFY_OK;
2542
2543         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2544                 return NOTIFY_OK;
2545
2546         for_each_mem_cgroup(iter)
2547                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2548
2549         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2550         drain_stock(stock);
2551         return NOTIFY_OK;
2552 }
2553
2554 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2555                       unsigned int nr_pages)
2556 {
2557         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2558         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2559         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2560         struct res_counter *fail_res;
2561         unsigned long nr_reclaimed;
2562         unsigned long flags = 0;
2563         unsigned long long size;
2564         int ret = 0;
2565
2566 retry:
2567         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2568                 goto done;
2569
2570         size = batch * PAGE_SIZE;
2571         if (!res_counter_charge(&memcg->res, size, &fail_res)) {
2572                 if (!do_swap_account)
2573                         goto done_restock;
2574                 if (!res_counter_charge(&memcg->memsw, size, &fail_res))
2575                         goto done_restock;
2576                 res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2577                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2578                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2579         } else
2580                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2581
2582         if (batch > nr_pages) {
2583                 batch = nr_pages;
2584                 goto retry;
2585         }
2586
2587         /*
2588          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2589          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2590          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2591          * free their memory.
2592          */
2593         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2594                      fatal_signal_pending(current) ||
2595                      current->flags & PF_EXITING))
2596                 goto bypass;
2597
2598         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2599                 goto nomem;
2600
2601         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2602                 goto nomem;
2603
2604         nr_reclaimed = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2605
2606         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2607                 goto retry;
2608
2609         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2610                 goto nomem;
2611         /*
2612          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2613          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2614          * before killing the task.
2615          *
2616          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2617          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2618          * to regular pages anyway in case of failure.
2619          */
2620         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2621                 goto retry;
2622         /*
2623          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2624          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2625          */
2626         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2627                 goto retry;
2628
2629         if (nr_retries--)
2630                 goto retry;
2631
2632         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2633                 goto bypass;
2634
2635         if (fatal_signal_pending(current))
2636                 goto bypass;
2637
2638         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2639 nomem:
2640         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2641                 return -ENOMEM;
2642 bypass:
2643         memcg = root_mem_cgroup;
2644         ret = -EINTR;
2645         goto retry;
2646
2647 done_restock:
2648         if (batch > nr_pages)
2649                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2650 done:
2651         return ret;
2652 }
2653
2654 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2655 {
2656         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2657
2658         res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2659         if (do_swap_account)
2660                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2665  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2666  */
2667 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2668                                         unsigned int nr_pages)
2669 {
2670         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2671
2672         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2673         if (do_swap_account)
2674                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2675                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2676 }
2677
2678 /*
2679  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2680  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2681  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2682  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2683  */
2684 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2685 {
2686         /* ID 0 is unused ID */
2687         if (!id)
2688                 return NULL;
2689         return mem_cgroup_from_id(id);
2690 }
2691
2692 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2693 {
2694         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2695         struct page_cgroup *pc;
2696         unsigned short id;
2697         swp_entry_t ent;
2698
2699         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2700
2701         pc = lookup_page_cgroup(page);
2702         lock_page_cgroup(pc);
2703         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2704                 memcg = pc->mem_cgroup;
2705                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2706                         memcg = NULL;
2707         } else if (PageSwapCache(page)) {
2708                 ent.val = page_private(page);
2709                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2710                 rcu_read_lock();
2711                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2712                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2713                         memcg = NULL;
2714                 rcu_read_unlock();
2715         }
2716         unlock_page_cgroup(pc);
2717         return memcg;
2718 }
2719
2720 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2721                           unsigned int nr_pages, bool anon, bool lrucare)
2722 {
2723         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2724         struct zone *uninitialized_var(zone);
2725         struct lruvec *lruvec;
2726         bool was_on_lru = false;
2727
2728         lock_page_cgroup(pc);
2729         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2730         /*
2731          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2732          * accessed by any other context at this point.
2733          */
2734
2735         /*
2736          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2737          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2738          */
2739         if (lrucare) {
2740                 zone = page_zone(page);
2741                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2742                 if (PageLRU(page)) {
2743                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2744                         ClearPageLRU(page);
2745                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2746                         was_on_lru = true;
2747                 }
2748         }
2749
2750         pc->mem_cgroup = memcg;
2751         SetPageCgroupUsed(pc);
2752
2753         if (lrucare) {
2754                 if (was_on_lru) {
2755                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2756                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2757                         SetPageLRU(page);
2758                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2759                 }
2760                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2761         }
2762
2763         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2764         unlock_page_cgroup(pc);
2765
2766         /*
2767          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2768          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2769          * if they exceeds softlimit.
2770          */
2771         memcg_check_events(memcg, page);
2772 }
2773
2774 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2775
2776 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2777 /*
2778  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2779  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2780  */
2781 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2782
2783 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2784
2785 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2786 {
2787         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2788                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2789 }
2790
2791 /*
2792  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2793  * in the memcg_cache_params struct.
2794  */
2795 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2796 {
2797         struct kmem_cache *cachep;
2798
2799         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2800         cachep = p->root_cache;
2801         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2802 }
2803
2804 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2805 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2806 {
2807         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2808         struct memcg_cache_params *params;
2809
2810         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2811                 return -EIO;
2812
2813         print_slabinfo_header(m);
2814
2815         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2816         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2817                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2818         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2819
2820         return 0;
2821 }
2822 #endif
2823
2824 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2825 {
2826         struct res_counter *fail_res;
2827         int ret = 0;
2828
2829         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2830         if (ret)
2831                 return ret;
2832
2833         ret = try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT);
2834         if (ret == -EINTR)  {
2835                 /*
2836                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2837                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2838                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2839                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2840                  * perspective, the cache has already been selected, by
2841                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2842                  * our minds.
2843                  *
2844                  * This condition will only trigger if the task entered
2845                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2846                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2847                  * when the allocation triggers should have been already
2848                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2849                  */
2850                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2851                 if (do_swap_account)
2852                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2853                                                   &fail_res);
2854                 ret = 0;
2855         } else if (ret)
2856                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2857
2858         return ret;
2859 }
2860
2861 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2862 {
2863         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2864         if (do_swap_account)
2865                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2866
2867         /* Not down to 0 */
2868         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2869                 return;
2870
2871         /*
2872          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2873          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2874          * outliving the memcg existence.
2875          *
2876          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2877          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2878          */
2879         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2880                 css_put(&memcg->css);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2885  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2886  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2887  */
2888 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2889 {
2890         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2891 }
2892
2893 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2894 {
2895         ssize_t size;
2896         if (num_groups <= 0)
2897                 return 0;
2898
2899         size = 2 * num_groups;
2900         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2901                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2902         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2903                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2904
2905         return size;
2906 }
2907
2908 /*
2909  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2910  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2911  * calling this.
2912  */
2913 void memcg_update_array_size(int num)
2914 {
2915         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2916                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2917 }
2918
2919 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2920 {
2921         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2922
2923         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
2924
2925         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2926                 int i;
2927                 struct memcg_cache_params *new_params;
2928                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2929
2930                 size *= sizeof(void *);
2931                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2932
2933                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2934                 if (!new_params)
2935                         return -ENOMEM;
2936
2937                 new_params->is_root_cache = true;
2938
2939                 /*
2940                  * There is the chance it will be bigger than
2941                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2942                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2943                  * have a bigger array.
2944                  *
2945                  * But if that is the case, the data after
2946                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2947                  */
2948                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2949                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2950                                 continue;
2951                         new_params->memcg_caches[i] =
2952                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2953                 }
2954
2955                 /*
2956                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2957                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2958                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2959                  *
2960                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2961                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2962                  * anyway.
2963                  */
2964                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
2965                 if (cur_params)
2966                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
2967         }
2968         return 0;
2969 }
2970
2971 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2972                              struct kmem_cache *root_cache)
2973 {
2974         size_t size;
2975
2976         if (!memcg_kmem_enabled())
2977                 return 0;
2978
2979         if (!memcg) {
2980                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2981                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2982         } else
2983                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2984
2985         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2986         if (!s->memcg_params)
2987                 return -ENOMEM;
2988
2989         if (memcg) {
2990                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2991                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2992                 css_get(&memcg->css);
2993         } else
2994                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2995
2996         return 0;
2997 }
2998
2999 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3000 {
3001         if (!s->memcg_params)
3002                 return;
3003         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3004                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3005         kfree(s->memcg_params);
3006 }
3007
3008 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3009                                  struct kmem_cache *root_cache)
3010 {
3011         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3012                                                      memcg_slab_mutex */
3013         struct kmem_cache *cachep;
3014         int id;
3015
3016         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3017
3018         id = memcg_cache_id(memcg);
3019
3020         /*
3021          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3022          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3023          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3024          */
3025         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3026                 return;
3027
3028         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3029         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3030         /*
3031          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3032          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3033          * cache.
3034          */
3035         if (!cachep)
3036                 return;
3037
3038         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3039
3040         /*
3041          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3042          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3043          * initialized.
3044          */
3045         smp_wmb();
3046
3047         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3048         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3049 }
3050
3051 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3052 {
3053         struct kmem_cache *root_cache;
3054         struct mem_cgroup *memcg;
3055         int id;
3056
3057         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3058
3059         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3060
3061         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3062         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3063         id = memcg_cache_id(memcg);
3064
3065         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3066         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3067
3068         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3069
3070         kmem_cache_destroy(cachep);
3071 }
3072
3073 /*
3074  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3075  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3076  * enqueing new caches to be created.
3077  *
3078  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3079  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3080  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3081  * objects during debug.
3082  *
3083  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3084  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3085  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3086  * cache again, failing at the same point.
3087  *
3088  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3089  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3090  * inside the following two functions.
3091  */
3092 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3093 {
3094         VM_BUG_ON(!current->mm);
3095         current->memcg_kmem_skip_account++;
3096 }
3097
3098 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3099 {
3100         VM_BUG_ON(!current->mm);
3101         current->memcg_kmem_skip_account--;
3102 }
3103
3104 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3105 {
3106         struct kmem_cache *c;
3107         int i, failed = 0;
3108
3109         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3110         for_each_memcg_cache_index(i) {
3111                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3112                 if (!c)
3113                         continue;
3114
3115                 memcg_unregister_cache(c);
3116
3117                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3118                         failed++;
3119         }
3120         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3121         return failed;
3122 }
3123
3124 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3125 {
3126         struct kmem_cache *cachep;
3127         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3128
3129         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3130                 return;
3131
3132         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3133         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3134                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3135                 kmem_cache_shrink(cachep);
3136                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3137                         memcg_unregister_cache(cachep);
3138         }
3139         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3140 }
3141
3142 struct memcg_register_cache_work {
3143         struct mem_cgroup *memcg;
3144         struct kmem_cache *cachep;
3145         struct work_struct work;
3146 };
3147
3148 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3149 {
3150         struct memcg_register_cache_work *cw =
3151                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3152         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3153         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3154
3155         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3156         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3157         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3158
3159         css_put(&memcg->css);
3160         kfree(cw);
3161 }
3162
3163 /*
3164  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3165  */
3166 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3167                                             struct kmem_cache *cachep)
3168 {
3169         struct memcg_register_cache_work *cw;
3170
3171         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3172         if (cw == NULL) {
3173                 css_put(&memcg->css);
3174                 return;
3175         }
3176
3177         cw->memcg = memcg;
3178         cw->cachep = cachep;
3179
3180         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3181         schedule_work(&cw->work);
3182 }
3183
3184 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3185                                           struct kmem_cache *cachep)
3186 {
3187         /*
3188          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3189          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3190          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3191          *
3192          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3193          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3194          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3195          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3196          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3197          */
3198         memcg_stop_kmem_account();
3199         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3200         memcg_resume_kmem_account();
3201 }
3202
3203 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3204 {
3205         int res;
3206
3207         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3208                                 PAGE_SIZE << order);
3209         if (!res)
3210                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3211         return res;
3212 }
3213
3214 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3215 {
3216         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3217         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3218 }
3219
3220 /*
3221  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3222  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3223  *
3224  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3225  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3226  * in a workqueue.
3227  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3228  * the original cache.
3229  *
3230  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3231  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3232  */
3233 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3234                                           gfp_t gfp)
3235 {
3236         struct mem_cgroup *memcg;
3237         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3238
3239         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3240         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3241
3242         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3243                 return cachep;
3244
3245         rcu_read_lock();
3246         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3247
3248         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3249                 goto out;
3250
3251         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3252         if (likely(memcg_cachep)) {
3253                 cachep = memcg_cachep;
3254                 goto out;
3255         }
3256
3257         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3258         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3259                 goto out;
3260         rcu_read_unlock();
3261
3262         /*
3263          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3264          * context), we could be be predictable and return right away.
3265          * This would guarantee that the allocation being performed
3266          * already belongs in the new cache.
3267          *
3268          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3269          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3270          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3271          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3272          * defer everything.
3273          */
3274         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3275         return cachep;
3276 out:
3277         rcu_read_unlock();
3278         return cachep;
3279 }
3280
3281 /*
3282  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3283  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3284  * need a further commit step to do the final arrangements.
3285  *
3286  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3287  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3288  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3289  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3290  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3291  * the compiled-out case as well.
3292  *
3293  * Returning true means the allocation is possible.
3294  */
3295 bool
3296 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3297 {
3298         struct mem_cgroup *memcg;
3299         int ret;
3300
3301         *_memcg = NULL;
3302
3303         /*
3304          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3305          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3306          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3307          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3308          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3309          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3310          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3311          * altogether.
3312          *
3313          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3314          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3315          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3316          * the SLUB allocator:
3317          *
3318          *      memcg_stop_kmem_account();
3319          *      kmalloc(<large_number>)
3320          *      memcg_resume_kmem_account();
3321          *
3322          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3323          * since it will drive us directly to this function without passing
3324          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3325          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3326          * cache arrays. We bring this test here.
3327          */
3328         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3329                 return true;
3330
3331         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3332
3333         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3334                 css_put(&memcg->css);
3335                 return true;
3336         }
3337
3338         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3339         if (!ret)
3340                 *_memcg = memcg;
3341
3342         css_put(&memcg->css);
3343         return (ret == 0);
3344 }
3345
3346 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3347                               int order)
3348 {
3349         struct page_cgroup *pc;
3350
3351         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3352
3353         /* The page allocation failed. Revert */
3354         if (!page) {
3355                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3356                 return;
3357         }
3358         /*
3359          * The page is freshly allocated and not visible to any
3360          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3361          */
3362         pc = lookup_page_cgroup(page);
3363         pc->mem_cgroup = memcg;
3364         pc->flags = PCG_USED;
3365 }
3366
3367 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3368 {
3369         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3370         struct page_cgroup *pc;
3371
3372
3373         pc = lookup_page_cgroup(page);
3374         if (!PageCgroupUsed(pc))
3375                 return;
3376
3377         memcg = pc->mem_cgroup;
3378         pc->flags = 0;
3379
3380         /*
3381          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3382          * is a valid allocation
3383          */
3384         if (!memcg)
3385                 return;
3386
3387         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3388         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3389 }
3390 #else
3391 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3392 {
3393 }
3394 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3395
3396 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3397
3398 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3399 /*
3400  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3401  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3402  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3403  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3404  */
3405 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3406 {
3407         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3408         struct page_cgroup *pc;
3409         struct mem_cgroup *memcg;
3410         int i;
3411
3412         if (mem_cgroup_disabled())
3413                 return;
3414
3415         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3416         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3417                 pc = head_pc + i;
3418                 pc->mem_cgroup = memcg;
3419                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3420         }
3421         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3422                        HPAGE_PMD_NR);
3423 }
3424 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3425
3426 /**
3427  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3428  * @page: the page
3429  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3430  * @pc: page_cgroup of the page.
3431  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3432  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3433  *
3434  * The caller must confirm following.
3435  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3436  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3437  *
3438  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3439  * from old cgroup.
3440  */
3441 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3442                                    unsigned int nr_pages,
3443                                    struct page_cgroup *pc,
3444                                    struct mem_cgroup *from,
3445                                    struct mem_cgroup *to)
3446 {
3447         unsigned long flags;
3448         int ret;
3449         bool anon = PageAnon(page);
3450
3451         VM_BUG_ON(from == to);
3452         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3453         /*
3454          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3455          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3456          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3457          * hold it.
3458          */
3459         ret = -EBUSY;
3460         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3461                 goto out;
3462
3463         lock_page_cgroup(pc);
3464
3465         ret = -EINVAL;
3466         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3467                 goto unlock;
3468
3469         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3470
3471         if (!anon && page_mapped(page)) {
3472                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3473                                nr_pages);
3474                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3475                                nr_pages);
3476         }
3477
3478         if (PageWriteback(page)) {
3479                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3480                                nr_pages);
3481                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3482                                nr_pages);
3483         }
3484
3485         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3486
3487         /* caller should have done css_get */
3488         pc->mem_cgroup = to;
3489         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3490         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3491         ret = 0;
3492 unlock:
3493         unlock_page_cgroup(pc);
3494         /*
3495          * check events
3496          */
3497         memcg_check_events(to, page);
3498         memcg_check_events(from, page);
3499 out:
3500         return ret;
3501 }
3502
3503 /**
3504  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3505  * @page: the page to move
3506  * @pc: page_cgroup of the page
3507  * @child: page's cgroup
3508  *
3509  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3510  * parent (aka use_hierarchy==0).
3511  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3512  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3513  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3514  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3515  * on the next attempt and the call should be retried later.
3516  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3517  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3518  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3519  * LRU or vanish.
3520  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3521  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3522  * disappear in the next attempt.
3523  */
3524 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3525                                   struct page_cgroup *pc,
3526                                   struct mem_cgroup *child)
3527 {
3528         struct mem_cgroup *parent;
3529         unsigned int nr_pages;
3530         unsigned long uninitialized_var(flags);
3531         int ret;
3532
3533         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3534
3535         ret = -EBUSY;
3536         if (!get_page_unless_zero(page))
3537                 goto out;
3538         if (isolate_lru_page(page))
3539                 goto put;
3540
3541         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3542
3543         parent = parent_mem_cgroup(child);
3544         /*
3545          * If no parent, move charges to root cgroup.
3546          */
3547         if (!parent)
3548                 parent = root_mem_cgroup;
3549
3550         if (nr_pages > 1) {
3551                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3552                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3553         }
3554
3555         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3556                                 pc, child, parent);
3557         if (!ret)
3558                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3559
3560         if (nr_pages > 1)
3561                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3562         putback_lru_page(page);
3563 put:
3564         put_page(page);
3565 out:
3566         return ret;
3567 }
3568
3569 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3570                                    unsigned int nr_pages,
3571                                    const enum charge_type ctype)
3572 {
3573         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3574         bool uncharge_memsw = true;
3575
3576         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3577         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3578                 uncharge_memsw = false;
3579
3580         batch = &current->memcg_batch;
3581         /*
3582          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3583          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3584          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3585          */
3586         if (!batch->memcg)
3587                 batch->memcg = memcg;
3588         /*
3589          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3590          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3591          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3592          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3593          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3594          */
3595
3596         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3597                 goto direct_uncharge;
3598
3599         if (nr_pages > 1)
3600                 goto direct_uncharge;
3601
3602         /*
3603          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3604          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3605          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3606          */
3607         if (batch->memcg != memcg)
3608                 goto direct_uncharge;
3609         /* remember freed charge and uncharge it later */
3610         batch->nr_pages++;
3611         if (uncharge_memsw)
3612                 batch->memsw_nr_pages++;
3613         return;
3614 direct_uncharge:
3615         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3616         if (uncharge_memsw)
3617                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3618         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3619                 memcg_oom_recover(memcg);
3620 }
3621
3622 /*
3623  * uncharge if !page_mapped(page)
3624  */
3625 static struct mem_cgroup *
3626 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3627                              bool end_migration)
3628 {
3629         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3630         unsigned int nr_pages = 1;
3631         struct page_cgroup *pc;
3632         bool anon;
3633
3634         if (mem_cgroup_disabled())
3635                 return NULL;
3636
3637         if (PageTransHuge(page)) {
3638                 nr_pages <<= compound_order(page);
3639                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3640         }
3641         /*
3642          * Check if our page_cgroup is valid
3643          */
3644         pc = lookup_page_cgroup(page);
3645         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3646                 return NULL;
3647
3648         lock_page_cgroup(pc);
3649
3650         memcg = pc->mem_cgroup;
3651
3652         if (!PageCgroupUsed(pc))
3653                 goto unlock_out;
3654
3655         anon = PageAnon(page);
3656
3657         switch (ctype) {
3658         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3659                 /*
3660                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3661                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3662                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3663                  */
3664                 anon = true;
3665                 /* fallthrough */
3666         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3667                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3668                 if (page_mapped(page))
3669                         goto unlock_out;
3670                 /*
3671                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3672                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3673                  * unused post-migration page and so it has to call
3674                  * here with the migration bit still set.  See the
3675                  * res_counter handling below.
3676                  */
3677                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3678                         goto unlock_out;
3679                 break;
3680         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3681                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3682                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3683                                 goto unlock_out;
3684                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3685                                 goto unlock_out;
3686                 break;
3687         default:
3688                 break;
3689         }
3690
3691         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3692
3693         ClearPageCgroupUsed(pc);
3694         /*
3695          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3696          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3697          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3698          * special functions.
3699          */
3700
3701         unlock_page_cgroup(pc);
3702         /*
3703          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3704          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3705          */
3706         memcg_check_events(memcg, page);
3707         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3708                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3709                 css_get(&memcg->css);
3710         }
3711         /*
3712          * Migration does not charge the res_counter for the
3713          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3714          * page that is unused after the migration.
3715          */
3716         if (!end_migration)
3717                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3718
3719         return memcg;
3720
3721 unlock_out:
3722         unlock_page_cgroup(pc);
3723         return NULL;
3724 }
3725
3726 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3727 {
3728         /* early check. */
3729         if (page_mapped(page))
3730                 return;
3731         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3732         /*
3733          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
3734          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
3735          * and handles memcg lifetime.
3736          *
3737          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
3738          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
3739          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
3740          * 0, there won't be any page table references to the swap
3741          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
3742          * page to disk.
3743          */
3744         if (PageSwapCache(page))
3745                 return;
3746         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3747 }
3748
3749 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3750 {
3751         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3752         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
3753         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3754 }
3755
3756 /*
3757  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3758  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3759  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3760  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3761  * This may be called prural(2) times in a context,
3762  */
3763
3764 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3765 {
3766         current->memcg_batch.do_batch++;
3767         /* We can do nest. */
3768         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3769                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3770                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3771                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3772         }
3773 }
3774
3775 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3776 {
3777         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3778
3779         if (!batch->do_batch)
3780                 return;
3781
3782         batch->do_batch--;
3783         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3784                 return;
3785
3786         if (!batch->memcg)
3787                 return;
3788         /*
3789          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3790          * bacause we hide charges behind us.
3791          */
3792         if (batch->nr_pages)
3793                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3794                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3795         if (batch->memsw_nr_pages)
3796                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3797                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3798         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3799         /* forget this pointer (for sanity check) */
3800         batch->memcg = NULL;
3801 }
3802
3803 #ifdef CONFIG_SWAP
3804 /*
3805  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3806  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3807  */
3808 void
3809 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3810 {
3811         struct mem_cgroup *memcg;
3812         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3813
3814         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3815                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3816
3817         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3818
3819         /*
3820          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3821          * css_get() was called in uncharge().
3822          */
3823         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3824                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
3825 }
3826 #endif
3827
3828 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3829 /*
3830  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3831  * uncharge "memsw" account.
3832  */
3833 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3834 {
3835         struct mem_cgroup *memcg;
3836         unsigned short id;
3837
3838         if (!do_swap_account)
3839                 return;
3840
3841         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3842         rcu_read_lock();
3843         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3844         if (memcg) {
3845                 /*
3846                  * We uncharge this because swap is freed.  This memcg can
3847                  * be obsolete one. We avoid calling css_tryget_online().
3848                  */
3849                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3850                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3851                 css_put(&memcg->css);
3852         }
3853         rcu_read_unlock();
3854 }
3855
3856 /**
3857  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3858  * @entry: swap entry to be moved
3859  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3860  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3861  *
3862  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3863  * as the mem_cgroup's id of @from.
3864  *
3865  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3866  *
3867  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3868  * both res and memsw, and called css_get().
3869  */
3870 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3871                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3872 {
3873         unsigned short old_id, new_id;
3874
3875         old_id = mem_cgroup_id(from);
3876         new_id = mem_cgroup_id(to);
3877
3878         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3879                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3880                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3881                 /*
3882                  * This function is only called from task migration context now.
3883                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3884                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3885                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3886                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3887                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3888                  *
3889                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3890                  * alive, so we can just call css_get().
3891                  */
3892                 css_get(&to->css);
3893                 return 0;
3894         }
3895         return -EINVAL;
3896 }
3897 #else
3898 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3899                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3900 {
3901         return -EINVAL;
3902 }
3903 #endif
3904
3905 /*
3906  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3907  * page belongs to.
3908  */
3909 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3910                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3911 {
3912         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3913         unsigned int nr_pages = 1;
3914         struct page_cgroup *pc;
3915
3916         *memcgp = NULL;
3917
3918         if (mem_cgroup_disabled())
3919                 return;
3920
3921         if (PageTransHuge(page))
3922                 nr_pages <<= compound_order(page);
3923
3924         pc = lookup_page_cgroup(page);
3925         lock_page_cgroup(pc);
3926         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3927                 memcg = pc->mem_cgroup;
3928                 css_get(&memcg->css);
3929                 /*
3930                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3931                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3932                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3933                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3934                  * until end_migration() is called
3935                  *
3936                  * Corner Case Thinking
3937                  * A)
3938                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3939                  * while migration was ongoing.
3940                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3941                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3942                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3943                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3944                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3945                  *
3946                  * B)
3947                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3948                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3949                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3950                  * without charging it again.
3951                  *
3952                  * C)
3953                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3954                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3955                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3956                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3957                  */
3958                 if (PageAnon(page))
3959                         SetPageCgroupMigration(pc);
3960         }
3961         unlock_page_cgroup(pc);
3962         /*
3963          * If the page is not charged at this point,
3964          * we return here.
3965          */
3966         if (!memcg)
3967                 return;
3968
3969         *memcgp = memcg;
3970         /*
3971          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3972          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3973          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3974          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3975          */
3976         /*
3977          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3978          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3979          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3980          */
3981         commit_charge(newpage, memcg, nr_pages, PageAnon(page), false);
3982 }
3983
3984 /* remove redundant charge if migration failed*/
3985 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3986         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3987 {
3988         struct page *used, *unused;
3989         struct page_cgroup *pc;
3990         bool anon;
3991
3992         if (!memcg)
3993                 return;
3994
3995         if (!migration_ok) {
3996                 used = oldpage;
3997                 unused = newpage;
3998         } else {
3999                 used = newpage;
4000                 unused = oldpage;
4001         }
4002         anon = PageAnon(used);
4003         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4004                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4005                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4006                                      true);
4007         css_put(&memcg->css);
4008         /*
4009          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4010          * of the page goes down to zero, temporarly.
4011          * Clear the flag and check the page should be charged.
4012          */
4013         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4014         lock_page_cgroup(pc);
4015         ClearPageCgroupMigration(pc);
4016         unlock_page_cgroup(pc);
4017
4018         /*
4019          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4020          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4021          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4022          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4023          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4024          * check. (see prepare_charge() also)
4025          */
4026         if (anon)
4027                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4028 }
4029
4030 /*
4031  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4032  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4033  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4034  */
4035 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4036                                   struct page *newpage)
4037 {
4038         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4039         struct page_cgroup *pc;
4040
4041         if (mem_cgroup_disabled())
4042                 return;
4043
4044         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4045         /* fix accounting on old pages */
4046         lock_page_cgroup(pc);
4047         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4048                 memcg = pc->mem_cgroup;
4049                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4050                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4051         }
4052         unlock_page_cgroup(pc);
4053
4054         /*
4055          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4056          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4057          */
4058         if (!memcg)
4059                 return;
4060         /*
4061          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4062          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4063          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4064          */
4065         commit_charge(newpage, memcg, 1, false, true);
4066 }
4067
4068 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4069 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4070 {
4071         struct page_cgroup *pc;
4072
4073         pc = lookup_page_cgroup(page);
4074         /*
4075          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4076          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4077          * or when mem_cgroup_disabled().
4078          */
4079         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4080                 return pc;
4081         return NULL;
4082 }
4083
4084 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4085 {
4086         if (mem_cgroup_disabled())
4087                 return false;
4088
4089         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4090 }
4091
4092 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4093 {
4094         struct page_cgroup *pc;
4095
4096         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4097         if (pc) {
4098                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4099                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4100         }
4101 }
4102 #endif
4103
4104 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4105                                 unsigned long long val)
4106 {
4107         int retry_count;
4108         u64 memswlimit, memlimit;
4109         int ret = 0;
4110         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4111         u64 curusage, oldusage;
4112         int enlarge;
4113
4114         /*
4115          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4116          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4117          * of # of children which we should visit in this loop.
4118          */
4119         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4120
4121         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4122
4123         enlarge = 0;
4124         while (retry_count) {
4125                 if (signal_pending(current)) {
4126                         ret = -EINTR;
4127                         break;
4128                 }
4129                 /*
4130                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4131                  * open coded manner. You see what this really does.
4132                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4133                  */
4134                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4135                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4136                 if (memswlimit < val) {
4137                         ret = -EINVAL;
4138                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4139                         break;
4140                 }
4141
4142                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4143                 if (memlimit < val)
4144                         enlarge = 1;
4145
4146                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4147                 if (!ret) {
4148                         if (memswlimit == val)
4149                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4150                         else
4151                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4152                 }
4153                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4154
4155                 if (!ret)
4156                         break;
4157
4158                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4159                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4160                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4161                 /* Usage is reduced ? */
4162                 if (curusage >= oldusage)
4163                         retry_count--;
4164                 else
4165                         oldusage = curusage;
4166         }
4167         if (!ret && enlarge)
4168                 memcg_oom_recover(memcg);
4169
4170         return ret;
4171 }
4172
4173 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4174                                         unsigned long long val)
4175 {
4176         int retry_count;
4177         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4178         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4179         int ret = -EBUSY;
4180         int enlarge = 0;
4181
4182         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4183         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4184         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4185         while (retry_count) {
4186                 if (signal_pending(current)) {
4187                         ret = -EINTR;
4188                         break;
4189                 }
4190                 /*
4191                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4192                  * open coded manner. You see what this really does.
4193                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4194                  */
4195                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4196                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4197                 if (memlimit > val) {
4198                         ret = -EINVAL;
4199                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4200                         break;
4201                 }
4202                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4203                 if (memswlimit < val)
4204                         enlarge = 1;
4205                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4206                 if (!ret) {
4207                         if (memlimit == val)
4208                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4209                         else
4210                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4211                 }
4212                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4213
4214                 if (!ret)
4215                         break;
4216
4217                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4218                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4219                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4220                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4221                 /* Usage is reduced ? */
4222                 if (curusage >= oldusage)
4223                         retry_count--;
4224                 else
4225                         oldusage = curusage;
4226         }
4227         if (!ret && enlarge)
4228                 memcg_oom_recover(memcg);
4229         return ret;
4230 }
4231
4232 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4233                                             gfp_t gfp_mask,
4234                                             unsigned long *total_scanned)
4235 {
4236         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4237         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4238         unsigned long reclaimed;
4239         int loop = 0;
4240         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4241         unsigned long long excess;
4242         unsigned long nr_scanned;
4243
4244         if (order > 0)
4245                 return 0;
4246
4247         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4248         /*
4249          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4250          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4251          * pressure
4252          */
4253         do {
4254                 if (next_mz)
4255                         mz = next_mz;
4256                 else
4257                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4258                 if (!mz)
4259                         break;
4260
4261                 nr_scanned = 0;
4262                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4263                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4264                 nr_reclaimed += reclaimed;
4265                 *total_scanned += nr_scanned;
4266                 spin_lock(&mctz->lock);
4267
4268                 /*
4269                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4270                  * it is time to move on to the next cgroup
4271                  */
4272                 next_mz = NULL;
4273                 if (!reclaimed) {
4274                         do {
4275                                 /*
4276                                  * Loop until we find yet another one.
4277                                  *
4278                                  * By the time we get the soft_limit lock
4279                                  * again, someone might have aded the
4280                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4281                                  * make sure we get a different mem.
4282                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4283                                  * NULL if no other cgroup is present on
4284                                  * the tree
4285                                  */
4286                                 next_mz =
4287                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4288                                 if (next_mz == mz)
4289                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4290                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4291                                         break;
4292                         } while (1);
4293                 }
4294                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
4295                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4296                 /*
4297                  * One school of thought says that we should not add
4298                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4299                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4300                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4301                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4302                  * term TODO.
4303                  */
4304                 /* If excess == 0, no tree ops */
4305                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
4306                 spin_unlock(&mctz->lock);
4307                 css_put(&mz->memcg->css);
4308                 loop++;
4309                 /*
4310                  * Could not reclaim anything and there are no more
4311                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4312                  * reclaiming anything.
4313                  */
4314                 if (!nr_reclaimed &&
4315                         (next_mz == NULL ||
4316                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4317                         break;
4318         } while (!nr_reclaimed);
4319         if (next_mz)
4320                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4321         return nr_reclaimed;
4322 }
4323
4324 /**
4325  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4326  * @memcg: group to clear
4327  * @node: NUMA node
4328  * @zid: zone id
4329  * @lru: lru to to clear
4330  *
4331  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4332  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4333  * group.
4334  */
4335 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4336                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4337 {
4338         struct lruvec *lruvec;
4339         unsigned long flags;
4340         struct list_head *list;
4341         struct page *busy;
4342         struct zone *zone;
4343
4344         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4345         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4346         list = &lruvec->lists[lru];
4347
4348         busy = NULL;
4349         do {
4350                 struct page_cgroup *pc;
4351                 struct page *page;
4352
4353                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4354                 if (list_empty(list)) {
4355                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4356                         break;
4357                 }
4358                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4359                 if (busy == page) {
4360                         list_move(&page->lru, list);
4361                         busy = NULL;
4362                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4363                         continue;
4364                 }
4365                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4366
4367                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4368
4369                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4370                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4371                         busy = page;
4372                 } else
4373                         busy = NULL;
4374                 cond_resched();
4375         } while (!list_empty(list));
4376 }
4377
4378 /*
4379  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4380  * all the charges and pages to the parent.
4381  * This enables deleting this mem_cgroup.
4382  *
4383  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4384  */
4385 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4386 {
4387         int node, zid;
4388         u64 usage;
4389
4390         do {
4391                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4392                 lru_add_drain_all();
4393                 drain_all_stock_sync(memcg);
4394                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4395                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4396                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4397                                 enum lru_list lru;
4398                                 for_each_lru(lru) {
4399                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4400                                                         node, zid, lru);
4401                                 }
4402                         }
4403                 }
4404                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4405                 memcg_oom_recover(memcg);
4406                 cond_resched();
4407
4408                 /*
4409                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4410                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4411                  * expect their value to drop to 0 here.
4412                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4413                  *
4414                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4415                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4416                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4417                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4418                  * charge before adding to the LRU.
4419                  */
4420                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4421                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4422         } while (usage > 0);
4423 }
4424
4425 /*
4426  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4427  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4428  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4429  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4430  */
4431 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4432 {
4433         bool ret;
4434
4435         /*
4436          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4437          * it prevents a new child from being initialized based on this
4438          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4439          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4440          */
4441         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4442
4443         rcu_read_lock();
4444         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4445         rcu_read_unlock();
4446         return ret;
4447 }
4448
4449 /*
4450  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4451  * the rest to the parent.
4452  *
4453  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4454  */
4455 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4456 {
4457         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4458
4459         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4460         lru_add_drain_all();
4461         /* try to free all pages in this cgroup */
4462         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4463                 int progress;
4464
4465                 if (signal_pending(current))
4466                         return -EINTR;
4467
4468                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4469                                                 false);
4470                 if (!progress) {
4471                         nr_retries--;
4472                         /* maybe some writeback is necessary */
4473                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4474                 }
4475
4476         }
4477
4478         return 0;
4479 }
4480
4481 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4482                                             char *buf, size_t nbytes,
4483                                             loff_t off)
4484 {
4485         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4486
4487         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4488                 return -EINVAL;
4489         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4490 }
4491
4492 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4493                                      struct cftype *cft)
4494 {
4495         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4496 }
4497
4498 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4499                                       struct cftype *cft, u64 val)
4500 {
4501         int retval = 0;
4502         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4503         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4504
4505         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4506
4507         if (memcg->use_hierarchy == val)
4508                 goto out;
4509
4510         /*
4511          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4512          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4513          * occur, provided the current cgroup has no children.
4514          *
4515          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4516          * set if there are no children.
4517          */
4518         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4519                                 (val == 1 || val == 0)) {
4520                 if (!memcg_has_children(memcg))
4521                         memcg->use_hierarchy = val;
4522                 else
4523                         retval = -EBUSY;
4524         } else
4525                 retval = -EINVAL;
4526
4527 out:
4528         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4529
4530         return retval;
4531 }
4532
4533 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4534                                struct cftype *cft)
4535 {
4536         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4537         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4538         int name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4539
4540         switch (type) {
4541         case _MEM:
4542                 return res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4543         case _MEMSWAP:
4544                 return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4545         case _KMEM:
4546                 return res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4547                 break;
4548         default:
4549                 BUG();
4550         }
4551 }
4552
4553 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4554 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4555 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4556                                  unsigned long long limit)
4557 {
4558         int err = 0;
4559         int memcg_id;
4560
4561         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4562                 return 0;
4563
4564         /*
4565          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4566          * cgroups so let's stop accounting here.
4567          */
4568         memcg_stop_kmem_account();
4569
4570         /*
4571          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4572          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4573          * already joined.
4574          *
4575          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4576          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4577          * place, which makes the value quite meaningless.
4578          *
4579          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4580          * of course permitted.
4581          */
4582         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4583         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4584             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4585                 err = -EBUSY;
4586         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4587         if (err)
4588                 goto out;
4589
4590         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4591                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4592         if (memcg_id < 0) {
4593                 err = memcg_id;
4594                 goto out;
4595         }
4596
4597         /*
4598          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4599          * memcg_params.
4600          */
4601         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4602         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4603         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4604         if (err)
4605                 goto out_rmid;
4606
4607         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4608         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4609
4610         /*
4611          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4612          * active bit set yet, so this should succeed.
4613          */
4614         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4615         VM_BUG_ON(err);
4616
4617         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4618         /*
4619          * Setting the active bit after enabling static branching will
4620          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4621          * patched.
4622          */
4623         memcg_kmem_set_active(memcg);
4624 out:
4625         memcg_resume_kmem_account();
4626         return err;
4627
4628 out_rmid:
4629         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4630         goto out;
4631 }
4632
4633 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4634                                unsigned long long limit)
4635 {
4636         int ret;
4637
4638         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4639         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4640         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4641         return ret;
4642 }
4643
4644 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4645                                    unsigned long long val)
4646 {
4647         int ret;
4648
4649         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4650                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4651         else
4652                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4653         return ret;
4654 }
4655
4656 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4657 {
4658         int ret = 0;
4659         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4660
4661         if (!parent)
4662                 return 0;
4663
4664         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4665         /*
4666          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4667          * after this point, because it has at least one child already.
4668          */
4669         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4670                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
4671         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4672         return ret;
4673 }
4674 #else
4675 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4676                                    unsigned long long val)
4677 {
4678         return -EINVAL;
4679 }
4680 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4681
4682 /*
4683  * The user of this function is...
4684  * RES_LIMIT.
4685  */
4686 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4687                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4688 {
4689         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4690         enum res_type type;
4691         int name;
4692         unsigned long long val;
4693         int ret;
4694
4695         buf = strstrip(buf);
4696         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4697         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4698
4699         switch (name) {
4700         case RES_LIMIT:
4701                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4702                         ret = -EINVAL;
4703                         break;
4704                 }
4705                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4706                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4707                 if (ret)
4708                         break;
4709                 if (type == _MEM)
4710                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4711                 else if (type == _MEMSWAP)
4712                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4713                 else if (type == _KMEM)
4714                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
4715                 else
4716                         return -EINVAL;
4717                 break;
4718         case RES_SOFT_LIMIT:
4719                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4720                 if (ret)
4721                         break;
4722                 /*
4723                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4724                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4725                  * control without swap
4726                  */
4727                 if (type == _MEM)
4728                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4729                 else
4730                         ret = -EINVAL;
4731                 break;
4732         default:
4733                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4734                 break;
4735         }
4736         return ret ?: nbytes;
4737 }
4738
4739 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4740                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4741 {
4742         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4743
4744         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4745         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4746         if (!memcg->use_hierarchy)
4747                 goto out;
4748
4749         while (memcg->css.parent) {
4750                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4751                 if (!memcg->use_hierarchy)
4752                         break;
4753                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4754                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4755                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4756                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4757         }
4758 out:
4759         *mem_limit = min_limit;
4760         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4761 }
4762
4763 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4764                                 size_t nbytes, loff_t off)
4765 {
4766         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4767         int name;
4768         enum res_type type;
4769
4770         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4771         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4772
4773         switch (name) {
4774         case RES_MAX_USAGE:
4775                 if (type == _MEM)
4776                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4777                 else if (type == _MEMSWAP)
4778                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4779                 else if (type == _KMEM)
4780                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4781                 else
4782                         return -EINVAL;
4783                 break;
4784         case RES_FAILCNT:
4785                 if (type == _MEM)
4786                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4787                 else if (type == _MEMSWAP)
4788                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4789                 else if (type == _KMEM)
4790                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4791                 else
4792                         return -EINVAL;
4793                 break;
4794         }
4795
4796         return nbytes;
4797 }
4798
4799 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4800                                         struct cftype *cft)
4801 {
4802         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4803 }
4804
4805 #ifdef CONFIG_MMU
4806 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4807                                         struct cftype *cft, u64 val)
4808 {
4809         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4810
4811         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4812                 return -EINVAL;
4813
4814         /*
4815          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4816          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4817          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4818          * affect task migrations starting after the change.
4819          */
4820         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4821         return 0;
4822 }
4823 #else
4824 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4825                                         struct cftype *cft, u64 val)
4826 {
4827         return -ENOSYS;
4828 }
4829 #endif
4830
4831 #ifdef CONFIG_NUMA
4832 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4833 {
4834         struct numa_stat {
4835                 const char *name;
4836                 unsigned int lru_mask;
4837         };
4838
4839         static const struct numa_stat stats[] = {
4840                 { "total", LRU_ALL },
4841                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4842                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4843                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4844         };
4845         const struct numa_stat *stat;
4846         int nid;
4847         unsigned long nr;
4848         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4849
4850         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4851                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4852                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4853                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4854                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4855                                                           stat->lru_mask);
4856                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4857                 }
4858                 seq_putc(m, '\n');
4859         }
4860
4861         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4862                 struct mem_cgroup *iter;
4863
4864                 nr = 0;
4865                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4866                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4867                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4868                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4869                         nr = 0;
4870                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4871                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4872                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4873                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4874                 }
4875                 seq_putc(m, '\n');
4876         }
4877
4878         return 0;
4879 }
4880 #endif /* CONFIG_NUMA */
4881
4882 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4883 {
4884         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4885 }
4886
4887 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4888 {
4889         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4890         struct mem_cgroup *mi;
4891         unsigned int i;
4892
4893         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4894                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4895                         continue;
4896                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4897                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4898         }
4899
4900         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4901                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4902                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4903
4904         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4905                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4906                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4907
4908         /* Hierarchical information */
4909         {
4910                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4911                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4912                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4913                 if (do_swap_account)
4914                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4915                                    memsw_limit);
4916         }
4917
4918         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4919                 long long val = 0;
4920
4921                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4922                         continue;
4923                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4924                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4925                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4926         }
4927
4928         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4929                 unsigned long long val = 0;
4930
4931                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4932                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4933                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4934                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4935         }
4936
4937         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4938                 unsigned long long val = 0;
4939
4940                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4941                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4942                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4943         }
4944
4945 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4946         {
4947                 int nid, zid;
4948                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4949                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4950                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4951                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4952
4953                 for_each_online_node(nid)
4954                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4955                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4956                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4957
4958                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4959                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4960                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4961                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4962                         }
4963                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4964                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4965                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4966                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4967         }
4968 #endif
4969
4970         return 0;
4971 }
4972
4973 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4974                                       struct cftype *cft)
4975 {
4976         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4977
4978         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4979 }
4980
4981 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4982                                        struct cftype *cft, u64 val)
4983 {
4984         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4985
4986         if (val > 100)
4987                 return -EINVAL;
4988
4989         if (css->parent)
4990                 memcg->swappiness = val;
4991         else
4992                 vm_swappiness = val;
4993
4994         return 0;
4995 }
4996
4997 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4998 {
4999         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5000         u64 usage;
5001         int i;
5002
5003         rcu_read_lock();
5004         if (!swap)
5005                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5006         else
5007                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5008
5009         if (!t)
5010                 goto unlock;
5011
5012         if (!swap)
5013                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5014         else
5015                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5016
5017         /*
5018          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5019          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5020          * call of __mem_cgroup_threshold().
5021          */
5022         i = t->current_threshold;
5023
5024         /*
5025          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5026          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5027          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5028          * only one element of the array here.
5029          */
5030         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5031                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5032
5033         /* i = current_threshold + 1 */
5034         i++;
5035
5036         /*
5037          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5038          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5039          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5040          * only one element of the array here.
5041          */
5042         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5043                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5044
5045         /* Update current_threshold */
5046         t->current_threshold = i - 1;
5047 unlock:
5048         rcu_read_unlock();
5049 }
5050
5051 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5052 {
5053         while (memcg) {
5054                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5055                 if (do_swap_account)
5056                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5057
5058                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5059         }
5060 }
5061
5062 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5063 {
5064         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5065         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5066
5067         if (_a->threshold > _b->threshold)
5068                 return 1;
5069
5070         if (_a->threshold < _b->threshold)
5071                 return -1;
5072
5073         return 0;
5074 }
5075
5076 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5077 {
5078         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5079
5080         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5081
5082         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5083                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5084
5085         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5086         return 0;
5087 }
5088
5089 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5090 {
5091         struct mem_cgroup *iter;
5092
5093         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5094                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5095 }
5096
5097 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5098         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5099 {
5100         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5101         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5102         u64 threshold, usage;
5103         int i, size, ret;
5104
5105         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5106         if (ret)
5107                 return ret;
5108
5109         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5110
5111         if (type == _MEM) {
5112                 thresholds = &memcg->thresholds;
5113                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5114         } else if (type == _MEMSWAP) {
5115                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5116                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5117         } else
5118                 BUG();
5119
5120         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5121         if (thresholds->primary)
5122                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5123
5124         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5125
5126         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5127         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5128                         GFP_KERNEL);
5129         if (!new) {
5130                 ret = -ENOMEM;
5131                 goto unlock;
5132         }
5133         new->size = size;
5134
5135         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5136         if (thresholds->primary) {
5137                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5138                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5139         }
5140
5141         /* Add new threshold */
5142         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5143         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5144
5145         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5146         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5147                         compare_thresholds, NULL);
5148
5149         /* Find current threshold */
5150         new->current_threshold = -1;
5151         for (i = 0; i < size; i++) {
5152                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5153                         /*
5154                          * new->current_threshold will not be used until
5155                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5156                          * it here.
5157                          */
5158                         ++new->current_threshold;
5159                 } else
5160                         break;
5161         }
5162
5163         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5164         kfree(thresholds->spare);
5165         thresholds->spare = thresholds->primary;
5166
5167         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5168
5169         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5170         synchronize_rcu();
5171
5172 unlock:
5173         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5174
5175         return ret;
5176 }
5177
5178 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5179         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5180 {
5181         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5182 }
5183
5184 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5185         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5186 {
5187         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5188 }
5189
5190 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5191         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5192 {
5193         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5194         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5195         u64 usage;
5196         int i, j, size;
5197
5198         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5199
5200         if (type == _MEM) {
5201                 thresholds = &memcg->thresholds;
5202                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5203         } else if (type == _MEMSWAP) {
5204                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5205                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5206         } else
5207                 BUG();
5208
5209         if (!thresholds->primary)
5210                 goto unlock;
5211
5212         /* Check if a threshold crossed before removing */
5213         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5214
5215         /* Calculate new number of threshold */
5216         size = 0;
5217         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5218                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5219                         size++;
5220         }
5221
5222         new = thresholds->spare;
5223
5224         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5225         if (!size) {
5226                 kfree(new);
5227                 new = NULL;
5228                 goto swap_buffers;
5229         }
5230
5231         new->size = size;
5232
5233         /* Copy thresholds and find current threshold */
5234         new->current_threshold = -1;
5235         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5236                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5237                         continue;
5238
5239                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5240                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5241                         /*
5242                          * new->current_threshold will not be used
5243                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5244                          * it here.
5245                          */
5246                         ++new->current_threshold;
5247                 }
5248                 j++;
5249         }
5250
5251 swap_buffers:
5252         /* Swap primary and spare array */
5253         thresholds->spare = thresholds->primary;
5254         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5255         if (!new) {
5256                 kfree(thresholds->spare);
5257                 thresholds->spare = NULL;
5258         }
5259
5260         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5261
5262         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5263         synchronize_rcu();
5264 unlock:
5265         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5266 }
5267
5268 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5269         struct eventfd_ctx *eventfd)
5270 {
5271         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5272 }
5273
5274 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5275         struct eventfd_ctx *eventfd)
5276 {
5277         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5278 }
5279
5280 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5281         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5282 {
5283         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5284
5285         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5286         if (!event)
5287                 return -ENOMEM;
5288
5289         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5290
5291         event->eventfd = eventfd;
5292         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5293
5294         /* already in OOM ? */
5295         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5296                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5297         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5298
5299         return 0;
5300 }
5301
5302 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5303         struct eventfd_ctx *eventfd)
5304 {
5305         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5306
5307         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5308
5309         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5310                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5311                         list_del(&ev->list);
5312                         kfree(ev);
5313                 }
5314         }
5315
5316         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5317 }
5318
5319 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5320 {
5321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5322
5323         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5324         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5325         return 0;
5326 }
5327
5328 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5329         struct cftype *cft, u64 val)
5330 {
5331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5332
5333         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5334         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5335                 return -EINVAL;
5336
5337         memcg->oom_kill_disable = val;
5338         if (!val)
5339                 memcg_oom_recover(memcg);
5340
5341         return 0;
5342 }
5343
5344 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5345 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5346 {
5347         int ret;
5348
5349         memcg->kmemcg_id = -1;
5350         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5351         if (ret)
5352                 return ret;
5353
5354         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5355 }
5356
5357 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5358 {
5359         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5360 }
5361
5362 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5363 {
5364         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5365                 return;
5366
5367         /*
5368          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5369          * pages, for instance, a page contain objects from various
5370          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5371          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5372          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5373          *
5374          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5375          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5376          * reference is taken here before the group is marked dead
5377          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5378          *
5379          * Although this might sound strange as this path is called from
5380          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5381          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5382          * fail) we do not have other options because of the kmem
5383          * allocations lifetime.
5384          */
5385         css_get(&memcg->css);
5386
5387         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5388
5389         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5390                 return;
5391
5392         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5393                 css_put(&memcg->css);
5394 }
5395 #else
5396 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5397 {
5398         return 0;
5399 }
5400
5401 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5402 {
5403 }
5404
5405 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5406 {
5407 }
5408 #endif
5409
5410 /*
5411  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5412  *
5413  * "cgroup.event_control" implementation.
5414  *
5415  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5416  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5417  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5418  *
5419  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5420  * possible.
5421  */
5422
5423 /*
5424  * Unregister event and free resources.
5425  *
5426  * Gets called from workqueue.
5427  */
5428 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5429 {
5430         struct mem_cgroup_event *event =
5431                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5432         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5433
5434         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5435
5436         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5437
5438         /* Notify userspace the event is going away. */
5439         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5440
5441         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5442         kfree(event);
5443         css_put(&memcg->css);
5444 }
5445
5446 /*
5447  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5448  *
5449  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5450  */
5451 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5452                             int sync, void *key)
5453 {
5454         struct mem_cgroup_event *event =
5455                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5456         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5457         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5458
5459         if (flags & POLLHUP) {
5460                 /*
5461                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5462                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5463                  * for us.
5464                  *
5465                  * We can't race against event freeing since the other
5466                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5467                  * which we hold.
5468                  */
5469                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5470                 if (!list_empty(&event->list)) {
5471                         list_del_init(&event->list);
5472                         /*
5473                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5474                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5475                          */
5476                         schedule_work(&event->remove);
5477                 }
5478                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5479         }
5480
5481         return 0;
5482 }
5483
5484 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5485                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5486 {
5487         struct mem_cgroup_event *event =
5488                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5489
5490         event->wqh = wqh;
5491         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5492 }
5493
5494 /*
5495  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5496  *
5497  * Parse input and register new cgroup event handler.
5498  *
5499  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5500  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5501  */
5502 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5503                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5504 {
5505         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5506         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5507         struct mem_cgroup_event *event;
5508         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5509         unsigned int efd, cfd;
5510         struct fd efile;
5511         struct fd cfile;
5512         const char *name;
5513         char *endp;
5514         int ret;
5515
5516         buf = strstrip(buf);
5517
5518         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5519         if (*endp != ' ')
5520                 return -EINVAL;
5521         buf = endp + 1;
5522
5523         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5524         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5525                 return -EINVAL;
5526         buf = endp + 1;
5527
5528         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5529         if (!event)
5530                 return -ENOMEM;
5531
5532         event->memcg = memcg;
5533         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5534         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5535         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5536         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5537
5538         efile = fdget(efd);
5539         if (!efile.file) {
5540                 ret = -EBADF;
5541                 goto out_kfree;
5542         }
5543
5544         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5545         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5546                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5547                 goto out_put_efile;
5548         }
5549
5550         cfile = fdget(cfd);
5551         if (!cfile.file) {
5552                 ret = -EBADF;
5553                 goto out_put_eventfd;
5554         }
5555
5556         /* the process need read permission on control file */
5557         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5558         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5559         if (ret < 0)
5560                 goto out_put_cfile;
5561
5562         /*
5563          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5564          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5565          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5566          * is for compatibility anyway.
5567          *
5568          * DO NOT ADD NEW FILES.
5569          */
5570         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5571
5572         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5573                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5574                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5575         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5576                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5577                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5578         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5579                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5580                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5581         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5582                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5583                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5584         } else {
5585                 ret = -EINVAL;
5586                 goto out_put_cfile;
5587         }
5588
5589         /*
5590          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5591          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5592          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5593          */
5594         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5595                                                &memory_cgrp_subsys);
5596         ret = -EINVAL;
5597         if (IS_ERR(cfile_css))
5598                 goto out_put_cfile;
5599         if (cfile_css != css) {
5600                 css_put(cfile_css);
5601                 goto out_put_cfile;
5602         }
5603
5604         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5605         if (ret)
5606                 goto out_put_css;
5607
5608         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5609
5610         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5611         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5612         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5613
5614         fdput(cfile);
5615         fdput(efile);
5616
5617         return nbytes;
5618
5619 out_put_css:
5620         css_put(css);
5621 out_put_cfile:
5622         fdput(cfile);
5623 out_put_eventfd:
5624         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5625 out_put_efile:
5626         fdput(efile);
5627 out_kfree:
5628         kfree(event);
5629
5630         return ret;
5631 }
5632
5633 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5634         {
5635                 .name = "usage_in_bytes",
5636                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5637                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5638         },
5639         {
5640                 .name = "max_usage_in_bytes",
5641                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5642                 .write = mem_cgroup_reset,
5643                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5644         },
5645         {
5646                 .name = "limit_in_bytes",
5647                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5648                 .write = mem_cgroup_write,
5649                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5650         },
5651         {
5652                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5653                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5654                 .write = mem_cgroup_write,
5655                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5656         },
5657         {
5658                 .name = "failcnt",
5659                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5660                 .write = mem_cgroup_reset,
5661                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5662         },
5663         {
5664                 .name = "stat",
5665                 .seq_show = memcg_stat_show,
5666         },
5667         {
5668                 .name = "force_empty",
5669                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5670         },
5671         {
5672                 .name = "use_hierarchy",
5673                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5674                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5675         },
5676         {
5677                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5678                 .write = memcg_write_event_control,
5679                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5680                 .mode = S_IWUGO,
5681         },
5682         {
5683                 .name = "swappiness",
5684                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5685                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5686         },
5687         {
5688                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5689                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5690                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5691         },
5692         {
5693                 .name = "oom_control",
5694                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5695                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5696                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5697         },
5698         {
5699                 .name = "pressure_level",
5700         },
5701 #ifdef CONFIG_NUMA
5702         {
5703                 .name = "numa_stat",
5704                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5705         },
5706 #endif
5707 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5708         {
5709                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5710                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5711                 .write = mem_cgroup_write,
5712                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5713         },
5714         {
5715                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5716                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5717                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5718         },
5719         {
5720                 .name = "kmem.failcnt",
5721                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5722                 .write = mem_cgroup_reset,
5723                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5724         },
5725         {
5726                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5727                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5728                 .write = mem_cgroup_reset,
5729                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5730         },
5731 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5732         {
5733                 .name = "kmem.slabinfo",
5734                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5735         },
5736 #endif
5737 #endif
5738         { },    /* terminate */
5739 };
5740
5741 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5742 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5743         {
5744                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5746                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5747         },
5748         {
5749                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5750                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5751                 .write = mem_cgroup_reset,
5752                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5753         },
5754         {
5755                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5756                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5757                 .write = mem_cgroup_write,
5758                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5759         },
5760         {
5761                 .name = "memsw.failcnt",
5762                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5763                 .write = mem_cgroup_reset,
5764                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5765         },
5766         { },    /* terminate */
5767 };
5768 #endif
5769 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5770 {
5771         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5773         int zone, tmp = node;
5774         /*
5775          * This routine is called against possible nodes.
5776          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5777          *
5778          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5779          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5780          *       function.
5781          */
5782         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5783                 tmp = -1;
5784         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5785         if (!pn)
5786                 return 1;
5787
5788         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5789                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5790                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5791                 mz->usage_in_excess = 0;
5792                 mz->on_tree = false;
5793                 mz->memcg = memcg;
5794         }
5795         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5796         return 0;
5797 }
5798
5799 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5800 {
5801         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5802 }
5803
5804 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5805 {
5806         struct mem_cgroup *memcg;
5807         size_t size;
5808
5809         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5810         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5811
5812         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5813         if (!memcg)
5814                 return NULL;
5815
5816         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5817         if (!memcg->stat)
5818                 goto out_free;
5819         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5820         return memcg;
5821
5822 out_free:
5823         kfree(memcg);
5824         return NULL;
5825 }
5826
5827 /*
5828  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5829  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5830  *
5831  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5832  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5833  * it goes down to 0.
5834  *
5835  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5836  */
5837
5838 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5839 {
5840         int node;
5841
5842         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5843
5844         for_each_node(node)
5845                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5846
5847         free_percpu(memcg->stat);
5848
5849         /*
5850          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5851          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5852          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5853          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5854          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5855          *
5856          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5857          * to move this code around, and make sure it is outside
5858          * the cgroup_lock.
5859          */
5860         disarm_static_keys(memcg);
5861         kfree(memcg);
5862 }
5863
5864 /*
5865  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5866  */
5867 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5868 {
5869         if (!memcg->res.parent)
5870                 return NULL;
5871         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5872 }
5873 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5874
5875 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5876 {
5877         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5878         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5879         int tmp, node, zone;
5880
5881         for_each_node(node) {
5882                 tmp = node;
5883                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5884                         tmp = -1;
5885                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5886                 BUG_ON(!rtpn);
5887
5888                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5889
5890                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5891                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5892                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5893                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5894                 }
5895         }
5896 }
5897
5898 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5899 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5900 {
5901         struct mem_cgroup *memcg;
5902         long error = -ENOMEM;
5903         int node;
5904
5905         memcg = mem_cgroup_alloc();
5906         if (!memcg)
5907                 return ERR_PTR(error);
5908
5909         for_each_node(node)
5910                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5911                         goto free_out;
5912
5913         /* root ? */
5914         if (parent_css == NULL) {
5915                 root_mem_cgroup = memcg;
5916                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5917                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5918                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5919         }
5920
5921         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5922         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5923         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5924         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5925         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5926         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5927         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5928         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5929
5930         return &memcg->css;
5931
5932 free_out:
5933         __mem_cgroup_free(memcg);
5934         return ERR_PTR(error);
5935 }
5936
5937 static int
5938 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5939 {
5940         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5941         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5942
5943         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5944                 return -ENOSPC;
5945
5946         if (!parent)
5947                 return 0;
5948
5949         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5950
5951         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5952         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5953         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5954
5955         if (parent->use_hierarchy) {
5956                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5957                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5958                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5959
5960                 /*
5961                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5962                  * core guarantees its existence.
5963                  */
5964         } else {
5965                 res_counter_init(&memcg->res, &root_mem_cgroup->res);
5966                 res_counter_init(&memcg->memsw, &root_mem_cgroup->memsw);
5967                 res_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5968                 /*
5969                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5970                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5971                  * unfortunate state in our controller.
5972                  */
5973                 if (parent != root_mem_cgroup)
5974                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5975         }
5976         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5977
5978         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5979 }
5980
5981 /*
5982  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5983  */
5984 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5985 {
5986         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5987
5988         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5989                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5990
5991         /*
5992          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5993          * explicitely.
5994          */
5995         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5996                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5997 }
5998
5999 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6000 {
6001         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6002         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6003         struct cgroup_subsys_state *iter;
6004
6005         /*
6006          * Unregister events and notify userspace.
6007          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6008          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6009          */
6010         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6011         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6012                 list_del_init(&event->list);
6013                 schedule_work(&event->remove);
6014         }
6015         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6016
6017         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6018
6019         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6020
6021         /*
6022          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6023          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6024          */
6025         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6026                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6027
6028         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6029         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6030 }
6031
6032 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6033 {
6034         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6035         /*
6036          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6037          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6038          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
6039          * under the same RCU lock region, which means that charging
6040          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6041          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6042          * without any tasks from the swapin path when the target
6043          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6044          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6045          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6046          * circulation:
6047          *
6048          * #0                        #1
6049          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6050          *                           rcu_read_lock()
6051          *                           mem_cgroup_lookup()
6052          *                           css_tryget_online()
6053          *                           rcu_read_unlock()
6054          * disable css_tryget_online()
6055          * call_rcu()
6056          *   offline_css()
6057          *     reparent_charges()
6058          *                           res_counter_charge()
6059          *                           css_put()
6060          *                             css_free()
6061          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6062          *                           add page to lru
6063          *
6064          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6065          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6066          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6067          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6068          * made after offlining:
6069          */
6070         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6071
6072         memcg_destroy_kmem(memcg);
6073         __mem_cgroup_free(memcg);
6074 }
6075
6076 /**
6077  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
6078  * @css: the target css
6079  *
6080  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
6081  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
6082  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
6083  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
6084  * made visible again.
6085  *
6086  * The current implementation only resets the essential configurations.
6087  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
6088  */
6089 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
6090 {
6091         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6092
6093         mem_cgroup_resize_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6094         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6095         memcg_update_kmem_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6096         res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, ULLONG_MAX);
6097 }
6098
6099 #ifdef CONFIG_MMU
6100 /* Handlers for move charge at task migration. */
6101 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6102 {
6103         int ret;
6104
6105         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
6106         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
6107         if (!ret) {
6108                 mc.precharge += count;
6109                 return ret;
6110         }
6111         if (ret == -EINTR) {
6112                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
6113                 return ret;
6114         }
6115
6116         /* Try charges one by one with reclaim */
6117         while (count--) {
6118                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
6119                 /*
6120                  * In case of failure, any residual charges against
6121                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
6122                  * later on.  However, cancel any charges that are
6123                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
6124                  */
6125                 if (ret == -EINTR)
6126                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
6127                 if (ret)
6128                         return ret;
6129                 mc.precharge++;
6130                 cond_resched();
6131         }
6132         return 0;
6133 }
6134
6135 /**
6136  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6137  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6138  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6139  * @ptent: the pte to be checked
6140  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6141  *
6142  * Returns
6143  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6144  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6145  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6146  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6147  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6148  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6149  *     in target->ent.
6150  *
6151  * Called with pte lock held.
6152  */
6153 union mc_target {
6154         struct page     *page;
6155         swp_entry_t     ent;
6156 };
6157
6158 enum mc_target_type {
6159         MC_TARGET_NONE = 0,
6160         MC_TARGET_PAGE,
6161         MC_TARGET_SWAP,
6162 };
6163
6164 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6165                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6166 {
6167         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6168
6169         if (!page || !page_mapped(page))
6170                 return NULL;
6171         if (PageAnon(page)) {
6172                 /* we don't move shared anon */
6173                 if (!move_anon())
6174                         return NULL;
6175         } else if (!move_file())
6176                 /* we ignore mapcount for file pages */
6177                 return NULL;
6178         if (!get_page_unless_zero(page))
6179                 return NULL;
6180
6181         return page;
6182 }
6183
6184 #ifdef CONFIG_SWAP
6185 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6186                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6187 {
6188         struct page *page = NULL;
6189         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6190
6191         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6192                 return NULL;
6193         /*
6194          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6195          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6196          */
6197         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6198         if (do_swap_account)
6199                 entry->val = ent.val;
6200
6201         return page;
6202 }
6203 #else
6204 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6205                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6206 {
6207         return NULL;
6208 }
6209 #endif
6210
6211 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6212                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6213 {
6214         struct page *page = NULL;
6215         struct address_space *mapping;
6216         pgoff_t pgoff;
6217
6218         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6219                 return NULL;
6220         if (!move_file())
6221                 return NULL;
6222
6223         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6224         if (pte_none(ptent))
6225                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6226         else /* pte_file(ptent) is true */
6227                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6228
6229         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6230 #ifdef CONFIG_SWAP
6231         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6232         if (shmem_mapping(mapping)) {
6233                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6234                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6235                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6236                         if (do_swap_account)
6237                                 *entry = swp;
6238                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6239                 }
6240         } else
6241                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6242 #else
6243         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6244 #endif
6245         return page;
6246 }
6247
6248 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6249                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6250 {
6251         struct page *page = NULL;
6252         struct page_cgroup *pc;
6253         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6254         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6255
6256         if (pte_present(ptent))
6257                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6258         else if (is_swap_pte(ptent))
6259                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6260         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6261                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6262
6263         if (!page && !ent.val)
6264                 return ret;
6265         if (page) {
6266                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6267                 /*
6268                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6269                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6270                  * the lock.
6271                  */
6272                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6273                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6274                         if (target)
6275                                 target->page = page;
6276                 }
6277                 if (!ret || !target)
6278                         put_page(page);
6279         }
6280         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6281         if (ent.val && !ret &&
6282             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6283                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6284                 if (target)
6285                         target->ent = ent;
6286         }
6287         return ret;
6288 }
6289
6290 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6291 /*
6292  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6293  * support them for now.
6294  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6295  */
6296 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6297                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6298 {
6299         struct page *page = NULL;
6300         struct page_cgroup *pc;
6301         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6302
6303         page = pmd_page(pmd);
6304         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6305         if (!move_anon())
6306                 return ret;
6307         pc = lookup_page_cgroup(page);
6308         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6309                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6310                 if (target) {
6311                         get_page(page);
6312                         target->page = page;
6313                 }
6314         }
6315         return ret;
6316 }
6317 #else
6318 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6319                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6320 {
6321         return MC_TARGET_NONE;
6322 }
6323 #endif
6324
6325 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6326                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6327                                         struct mm_walk *walk)
6328 {
6329         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6330         pte_t *pte;
6331         spinlock_t *ptl;
6332
6333         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6334                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6335                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6336                 spin_unlock(ptl);
6337                 return 0;
6338         }
6339
6340         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6341                 return 0;
6342         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6343         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6344                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6345                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6346         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6347         cond_resched();
6348
6349         return 0;
6350 }
6351
6352 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6353 {
6354         unsigned long precharge;
6355         struct vm_area_struct *vma;
6356
6357         down_read(&mm->mmap_sem);
6358         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6359                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6360                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6361                         .mm = mm,
6362                         .private = vma,
6363                 };
6364                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6365                         continue;
6366                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6367                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6368         }
6369         up_read(&mm->mmap_sem);
6370
6371         precharge = mc.precharge;
6372         mc.precharge = 0;
6373
6374         return precharge;
6375 }
6376
6377 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6378 {
6379         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6380
6381         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6382         mc.moving_task = current;
6383         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6384 }
6385
6386 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6387 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6388 {
6389         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6390         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6391         int i;
6392
6393         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6394         if (mc.precharge) {
6395                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6396                 mc.precharge = 0;
6397         }
6398         /*
6399          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6400          * we must uncharge here.
6401          */
6402         if (mc.moved_charge) {
6403                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6404                 mc.moved_charge = 0;
6405         }
6406         /* we must fixup refcnts and charges */
6407         if (mc.moved_swap) {
6408                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6409                 res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6410                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6411
6412                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6413                         css_put(&mc.from->css);
6414
6415                 /*
6416                  * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6417                  * uncharge to->res.
6418                  */
6419                 res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6420                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6421                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6422                 mc.moved_swap = 0;
6423         }
6424         memcg_oom_recover(from);
6425         memcg_oom_recover(to);
6426         wake_up_all(&mc.waitq);
6427 }
6428
6429 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6430 {
6431         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6432
6433         /*
6434          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6435          * task migration.
6436          */
6437         mc.moving_task = NULL;
6438         __mem_cgroup_clear_mc();
6439         spin_lock(&mc.lock);
6440         mc.from = NULL;
6441         mc.to = NULL;
6442         spin_unlock(&mc.lock);
6443         mem_cgroup_end_move(from);
6444 }
6445
6446 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6447                                  struct cgroup_taskset *tset)
6448 {
6449         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6450         int ret = 0;
6451         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6452         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6453
6454         /*
6455          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6456          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6457          * So we need to save it, and keep it going.
6458          */
6459         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6460         if (move_charge_at_immigrate) {
6461                 struct mm_struct *mm;
6462                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6463
6464                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6465
6466                 mm = get_task_mm(p);
6467                 if (!mm)
6468                         return 0;
6469                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6470                 if (mm->owner == p) {
6471                         VM_BUG_ON(mc.from);
6472                         VM_BUG_ON(mc.to);
6473                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6474                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6475                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6476                         mem_cgroup_start_move(from);
6477                         spin_lock(&mc.lock);
6478                         mc.from = from;
6479                         mc.to = memcg;
6480                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6481                         spin_unlock(&mc.lock);
6482                         /* We set mc.moving_task later */
6483
6484                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6485                         if (ret)
6486                                 mem_cgroup_clear_mc();
6487                 }
6488                 mmput(mm);
6489         }
6490         return ret;
6491 }
6492
6493 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6494                                      struct cgroup_taskset *tset)
6495 {
6496         mem_cgroup_clear_mc();
6497 }
6498
6499 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6500                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6501                                 struct mm_walk *walk)
6502 {
6503         int ret = 0;
6504         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6505         pte_t *pte;
6506         spinlock_t *ptl;
6507         enum mc_target_type target_type;
6508         union mc_target target;
6509         struct page *page;
6510         struct page_cgroup *pc;
6511
6512         /*
6513          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6514          * happens because:
6515          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6516          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6517          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6518          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6519          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6520          *    part of thp split is not executed yet.
6521          */
6522         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6523                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6524                         spin_unlock(ptl);
6525                         return 0;
6526                 }
6527                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6528                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6529                         page = target.page;
6530                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6531                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6532                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6533                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6534                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6535                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6536                                 }
6537                                 putback_lru_page(page);
6538                         }
6539                         put_page(page);
6540                 }
6541                 spin_unlock(ptl);
6542                 return 0;
6543         }
6544
6545         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6546                 return 0;
6547 retry:
6548         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6549         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6550                 pte_t ptent = *(pte++);
6551                 swp_entry_t ent;
6552
6553                 if (!mc.precharge)
6554                         break;
6555
6556                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6557                 case MC_TARGET_PAGE:
6558                         page = target.page;
6559                         if (isolate_lru_page(page))
6560                                 goto put;
6561                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6562                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6563                                                      mc.from, mc.to)) {
6564                                 mc.precharge--;
6565                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6566                                 mc.moved_charge++;
6567                         }
6568                         putback_lru_page(page);
6569 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6570                         put_page(page);
6571                         break;
6572                 case MC_TARGET_SWAP:
6573                         ent = target.ent;
6574                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6575                                 mc.precharge--;
6576                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6577                                 mc.moved_swap++;
6578                         }
6579                         break;
6580                 default:
6581                         break;
6582                 }
6583         }
6584         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6585         cond_resched();
6586
6587         if (addr != end) {
6588                 /*
6589                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6590                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6591                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6592                  * phase.
6593                  */
6594                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6595                 if (!ret)
6596                         goto retry;
6597         }
6598
6599         return ret;
6600 }
6601
6602 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6603 {
6604         struct vm_area_struct *vma;
6605
6606         lru_add_drain_all();
6607 retry:
6608         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6609                 /*
6610                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6611                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6612                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6613                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6614                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6615                  */
6616                 __mem_cgroup_clear_mc();
6617                 cond_resched();
6618                 goto retry;
6619         }
6620         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6621                 int ret;
6622                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6623                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6624                         .mm = mm,
6625                         .private = vma,
6626                 };
6627                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6628                         continue;
6629                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6630                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6631                 if (ret)
6632                         /*
6633                          * means we have consumed all precharges and failed in
6634                          * doing additional charge. Just abandon here.
6635                          */
6636                         break;
6637         }
6638         up_read(&mm->mmap_sem);
6639 }
6640
6641 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6642                                  struct cgroup_taskset *tset)
6643 {
6644         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6645         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6646
6647         if (mm) {
6648                 if (mc.to)
6649                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6650                 mmput(mm);
6651         }
6652         if (mc.to)
6653                 mem_cgroup_clear_mc();
6654 }
6655 #else   /* !CONFIG_MMU */
6656 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6657                                  struct cgroup_taskset *tset)
6658 {
6659         return 0;
6660 }
6661 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6662                                      struct cgroup_taskset *tset)
6663 {
6664 }
6665 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6666                                  struct cgroup_taskset *tset)
6667 {
6668 }
6669 #endif
6670
6671 /*
6672  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6673  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6674  * attempt.
6675  */
6676 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6677 {
6678         /*
6679          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6680          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6681          * on for the root memcg is enough.
6682          */
6683         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6684                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6685 }
6686
6687 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6688         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6689         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6690         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6691         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6692         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6693         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6694         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6695         .attach = mem_cgroup_move_task,
6696         .bind = mem_cgroup_bind,
6697         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6698         .early_init = 0,
6699 };
6700
6701 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6702 static int __init enable_swap_account(char *s)
6703 {
6704         if (!strcmp(s, "1"))
6705                 really_do_swap_account = 1;
6706         else if (!strcmp(s, "0"))
6707                 really_do_swap_account = 0;
6708         return 1;
6709 }
6710 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6711
6712 static void __init memsw_file_init(void)
6713 {
6714         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6715                                           memsw_cgroup_files));
6716 }
6717
6718 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6719 {
6720         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6721                 do_swap_account = 1;
6722                 memsw_file_init();
6723         }
6724 }
6725
6726 #else
6727 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6728 {
6729 }
6730 #endif
6731
6732 /**
6733  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6734  * @page: page to charge
6735  * @mm: mm context of the victim
6736  * @gfp_mask: reclaim mode
6737  * @memcgp: charged memcg return
6738  *
6739  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6740  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6741  *
6742  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6743  * Otherwise, an error code is returned.
6744  *
6745  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6746  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6747  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6748  */
6749 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6750                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6751 {
6752         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6753         unsigned int nr_pages = 1;
6754         int ret = 0;
6755
6756         if (mem_cgroup_disabled())
6757                 goto out;
6758
6759         if (PageSwapCache(page)) {
6760                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
6761                 /*
6762                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6763                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6764                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6765                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6766                  * in turn serializes uncharging.
6767                  */
6768                 if (PageCgroupUsed(pc))
6769                         goto out;
6770         }
6771
6772         if (PageTransHuge(page)) {
6773                 nr_pages <<= compound_order(page);
6774                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6775         }
6776
6777         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
6778                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
6779         if (!memcg)
6780                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6781
6782         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6783
6784         css_put(&memcg->css);
6785
6786         if (ret == -EINTR) {
6787                 memcg = root_mem_cgroup;
6788                 ret = 0;
6789         }
6790 out:
6791         *memcgp = memcg;
6792         return ret;
6793 }
6794
6795 /**
6796  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6797  * @page: page to charge
6798  * @memcg: memcg to charge the page to
6799  * @lrucare: page might be on LRU already
6800  *
6801  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6802  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6803  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6804  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6805  *
6806  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6807  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6808  *
6809  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6810  */
6811 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6812                               bool lrucare)
6813 {
6814         unsigned int nr_pages = 1;
6815
6816         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6817         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6818
6819         if (mem_cgroup_disabled())
6820                 return;
6821         /*
6822          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6823          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6824          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6825          */
6826         if (!memcg)
6827                 return;
6828
6829         if (PageTransHuge(page)) {
6830                 nr_pages <<= compound_order(page);
6831                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6832         }
6833
6834         commit_charge(page, memcg, nr_pages, PageAnon(page), lrucare);
6835
6836         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6837                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6838                 /*
6839                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6840                  * let's not wait for it.  The page already received a
6841                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6842                  */
6843                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6844         }
6845 }
6846
6847 /**
6848  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6849  * @page: page to charge
6850  * @memcg: memcg to charge the page to
6851  *
6852  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6853  */
6854 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6855 {
6856         unsigned int nr_pages = 1;
6857
6858         if (mem_cgroup_disabled())
6859                 return;
6860         /*
6861          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6862          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6863          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6864          */
6865         if (!memcg)
6866                 return;
6867
6868         if (PageTransHuge(page)) {
6869                 nr_pages <<= compound_order(page);
6870                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6871         }
6872
6873         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6874 }
6875
6876 /*
6877  * subsys_initcall() for memory controller.
6878  *
6879  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6880  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6881  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6882  * be initialized from here.
6883  */
6884 static int __init mem_cgroup_init(void)
6885 {
6886         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6887         enable_swap_cgroup();
6888         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6889         memcg_stock_init();
6890         return 0;
6891 }
6892 subsys_initcall(mem_cgroup_init);