Merge tag 'defconfig-for-3.17' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm...
[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 /**
2555  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2556  * @memcg: memcg to charge
2557  * @nr_pages: number of pages to charge
2558  *
2559  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2560  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2561  */
2562 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2563                                  gfp_t gfp_mask,
2564                                  unsigned int nr_pages)
2565 {
2566         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2567         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2568         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2569         struct res_counter *fail_res;
2570         unsigned long nr_reclaimed;
2571         unsigned long flags = 0;
2572         unsigned long long size;
2573         int ret = 0;
2574
2575 retry:
2576         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2577                 goto done;
2578
2579         size = batch * PAGE_SIZE;
2580         if (!res_counter_charge(&memcg->res, size, &fail_res)) {
2581                 if (!do_swap_account)
2582                         goto done_restock;
2583                 if (!res_counter_charge(&memcg->memsw, size, &fail_res))
2584                         goto done_restock;
2585                 res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2586                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2587                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2588         } else
2589                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2590
2591         if (batch > nr_pages) {
2592                 batch = nr_pages;
2593                 goto retry;
2594         }
2595
2596         /*
2597          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2598          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2599          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2600          * free their memory.
2601          */
2602         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2603                      fatal_signal_pending(current) ||
2604                      current->flags & PF_EXITING))
2605                 goto bypass;
2606
2607         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2608                 goto nomem;
2609
2610         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2611                 goto nomem;
2612
2613         nr_reclaimed = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2614
2615         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2616                 goto retry;
2617
2618         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2619                 goto nomem;
2620         /*
2621          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2622          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2623          * before killing the task.
2624          *
2625          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2626          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2627          * to regular pages anyway in case of failure.
2628          */
2629         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2630                 goto retry;
2631         /*
2632          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2633          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2634          */
2635         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2636                 goto retry;
2637
2638         if (nr_retries--)
2639                 goto retry;
2640
2641         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2642                 goto bypass;
2643
2644         if (fatal_signal_pending(current))
2645                 goto bypass;
2646
2647         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2648 nomem:
2649         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2650                 return -ENOMEM;
2651 bypass:
2652         memcg = root_mem_cgroup;
2653         ret = -EINTR;
2654         goto retry;
2655
2656 done_restock:
2657         if (batch > nr_pages)
2658                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2659 done:
2660         return ret;
2661 }
2662
2663 /**
2664  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2665  * @mm: mm_struct to charge
2666  * @nr_pages: number of pages to charge
2667  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2668  *
2669  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2670  * NULL the charge failed.
2671  */
2672 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2673                                  gfp_t gfp_mask,
2674                                  unsigned int nr_pages)
2675
2676 {
2677         struct mem_cgroup *memcg;
2678         int ret;
2679
2680         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2681         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2682         css_put(&memcg->css);
2683         if (ret == -EINTR)
2684                 memcg = root_mem_cgroup;
2685         else if (ret)
2686                 memcg = NULL;
2687
2688         return memcg;
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2693  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2694  * gotten by try_charge().
2695  */
2696 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2697                                        unsigned int nr_pages)
2698 {
2699         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2700
2701         res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2702         if (do_swap_account)
2703                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2704 }
2705
2706 /*
2707  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2708  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2709  */
2710 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2711                                         unsigned int nr_pages)
2712 {
2713         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2714
2715         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2716         if (do_swap_account)
2717                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2718                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2719 }
2720
2721 /*
2722  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2723  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2724  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2725  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2726  */
2727 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2728 {
2729         /* ID 0 is unused ID */
2730         if (!id)
2731                 return NULL;
2732         return mem_cgroup_from_id(id);
2733 }
2734
2735 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2736 {
2737         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2738         struct page_cgroup *pc;
2739         unsigned short id;
2740         swp_entry_t ent;
2741
2742         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2743
2744         pc = lookup_page_cgroup(page);
2745         lock_page_cgroup(pc);
2746         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2747                 memcg = pc->mem_cgroup;
2748                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2749                         memcg = NULL;
2750         } else if (PageSwapCache(page)) {
2751                 ent.val = page_private(page);
2752                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2753                 rcu_read_lock();
2754                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2755                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2756                         memcg = NULL;
2757                 rcu_read_unlock();
2758         }
2759         unlock_page_cgroup(pc);
2760         return memcg;
2761 }
2762
2763 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2764                                        struct page *page,
2765                                        unsigned int nr_pages,
2766                                        enum charge_type ctype,
2767                                        bool lrucare)
2768 {
2769         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2770         struct zone *uninitialized_var(zone);
2771         struct lruvec *lruvec;
2772         bool was_on_lru = false;
2773         bool anon;
2774
2775         lock_page_cgroup(pc);
2776         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2777         /*
2778          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2779          * accessed by any other context at this point.
2780          */
2781
2782         /*
2783          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2784          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2785          */
2786         if (lrucare) {
2787                 zone = page_zone(page);
2788                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2789                 if (PageLRU(page)) {
2790                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2791                         ClearPageLRU(page);
2792                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2793                         was_on_lru = true;
2794                 }
2795         }
2796
2797         pc->mem_cgroup = memcg;
2798         SetPageCgroupUsed(pc);
2799
2800         if (lrucare) {
2801                 if (was_on_lru) {
2802                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2803                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2804                         SetPageLRU(page);
2805                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2806                 }
2807                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2808         }
2809
2810         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2811                 anon = true;
2812         else
2813                 anon = false;
2814
2815         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2816         unlock_page_cgroup(pc);
2817
2818         /*
2819          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2820          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2821          * if they exceeds softlimit.
2822          */
2823         memcg_check_events(memcg, page);
2824 }
2825
2826 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2827
2828 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2829 /*
2830  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2831  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2832  */
2833 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2834
2835 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2836
2837 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2838 {
2839         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2840                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2841 }
2842
2843 /*
2844  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2845  * in the memcg_cache_params struct.
2846  */
2847 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2848 {
2849         struct kmem_cache *cachep;
2850
2851         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2852         cachep = p->root_cache;
2853         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2854 }
2855
2856 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2857 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2858 {
2859         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2860         struct memcg_cache_params *params;
2861
2862         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2863                 return -EIO;
2864
2865         print_slabinfo_header(m);
2866
2867         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2868         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2869                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2870         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2871
2872         return 0;
2873 }
2874 #endif
2875
2876 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2877 {
2878         struct res_counter *fail_res;
2879         int ret = 0;
2880
2881         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2882         if (ret)
2883                 return ret;
2884
2885         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT);
2886         if (ret == -EINTR)  {
2887                 /*
2888                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2889                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2890                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2891                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2892                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2893                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2894                  * our minds.
2895                  *
2896                  * This condition will only trigger if the task entered
2897                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2898                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2899                  * dying when the allocation triggers should have been already
2900                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2901                  */
2902                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2903                 if (do_swap_account)
2904                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2905                                                   &fail_res);
2906                 ret = 0;
2907         } else if (ret)
2908                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2909
2910         return ret;
2911 }
2912
2913 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2914 {
2915         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2916         if (do_swap_account)
2917                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2918
2919         /* Not down to 0 */
2920         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2921                 return;
2922
2923         /*
2924          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2925          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2926          * outliving the memcg existence.
2927          *
2928          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2929          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2930          */
2931         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2932                 css_put(&memcg->css);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2937  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2938  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2939  */
2940 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2941 {
2942         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2943 }
2944
2945 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2946 {
2947         ssize_t size;
2948         if (num_groups <= 0)
2949                 return 0;
2950
2951         size = 2 * num_groups;
2952         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2953                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2954         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2955                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2956
2957         return size;
2958 }
2959
2960 /*
2961  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2962  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2963  * calling this.
2964  */
2965 void memcg_update_array_size(int num)
2966 {
2967         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2968                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2969 }
2970
2971 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2972 {
2973         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2974
2975         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
2976
2977         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2978                 int i;
2979                 struct memcg_cache_params *new_params;
2980                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2981
2982                 size *= sizeof(void *);
2983                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2984
2985                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2986                 if (!new_params)
2987                         return -ENOMEM;
2988
2989                 new_params->is_root_cache = true;
2990
2991                 /*
2992                  * There is the chance it will be bigger than
2993                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2994                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2995                  * have a bigger array.
2996                  *
2997                  * But if that is the case, the data after
2998                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2999                  */
3000                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3001                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3002                                 continue;
3003                         new_params->memcg_caches[i] =
3004                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3005                 }
3006
3007                 /*
3008                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3009                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3010                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3011                  *
3012                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3013                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3014                  * anyway.
3015                  */
3016                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3017                 if (cur_params)
3018                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3019         }
3020         return 0;
3021 }
3022
3023 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3024                              struct kmem_cache *root_cache)
3025 {
3026         size_t size;
3027
3028         if (!memcg_kmem_enabled())
3029                 return 0;
3030
3031         if (!memcg) {
3032                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3033                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3034         } else
3035                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3036
3037         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3038         if (!s->memcg_params)
3039                 return -ENOMEM;
3040
3041         if (memcg) {
3042                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3043                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3044                 css_get(&memcg->css);
3045         } else
3046                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3047
3048         return 0;
3049 }
3050
3051 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3052 {
3053         if (!s->memcg_params)
3054                 return;
3055         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3056                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3057         kfree(s->memcg_params);
3058 }
3059
3060 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3061                                  struct kmem_cache *root_cache)
3062 {
3063         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3064                                                      memcg_slab_mutex */
3065         struct kmem_cache *cachep;
3066         int id;
3067
3068         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3069
3070         id = memcg_cache_id(memcg);
3071
3072         /*
3073          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3074          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3075          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3076          */
3077         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3078                 return;
3079
3080         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3081         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3082         /*
3083          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3084          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3085          * cache.
3086          */
3087         if (!cachep)
3088                 return;
3089
3090         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3091
3092         /*
3093          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3094          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3095          * initialized.
3096          */
3097         smp_wmb();
3098
3099         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3100         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3101 }
3102
3103 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3104 {
3105         struct kmem_cache *root_cache;
3106         struct mem_cgroup *memcg;
3107         int id;
3108
3109         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3110
3111         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3112
3113         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3114         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3115         id = memcg_cache_id(memcg);
3116
3117         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3118         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3119
3120         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3121
3122         kmem_cache_destroy(cachep);
3123 }
3124
3125 /*
3126  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3127  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3128  * enqueing new caches to be created.
3129  *
3130  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3131  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3132  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3133  * objects during debug.
3134  *
3135  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3136  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3137  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3138  * cache again, failing at the same point.
3139  *
3140  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3141  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3142  * inside the following two functions.
3143  */
3144 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3145 {
3146         VM_BUG_ON(!current->mm);
3147         current->memcg_kmem_skip_account++;
3148 }
3149
3150 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3151 {
3152         VM_BUG_ON(!current->mm);
3153         current->memcg_kmem_skip_account--;
3154 }
3155
3156 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3157 {
3158         struct kmem_cache *c;
3159         int i, failed = 0;
3160
3161         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3162         for_each_memcg_cache_index(i) {
3163                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3164                 if (!c)
3165                         continue;
3166
3167                 memcg_unregister_cache(c);
3168
3169                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3170                         failed++;
3171         }
3172         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3173         return failed;
3174 }
3175
3176 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3177 {
3178         struct kmem_cache *cachep;
3179         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3180
3181         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3182                 return;
3183
3184         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3185         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3186                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3187                 kmem_cache_shrink(cachep);
3188                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3189                         memcg_unregister_cache(cachep);
3190         }
3191         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3192 }
3193
3194 struct memcg_register_cache_work {
3195         struct mem_cgroup *memcg;
3196         struct kmem_cache *cachep;
3197         struct work_struct work;
3198 };
3199
3200 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3201 {
3202         struct memcg_register_cache_work *cw =
3203                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3204         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3205         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3206
3207         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3208         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3209         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3210
3211         css_put(&memcg->css);
3212         kfree(cw);
3213 }
3214
3215 /*
3216  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3217  */
3218 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3219                                             struct kmem_cache *cachep)
3220 {
3221         struct memcg_register_cache_work *cw;
3222
3223         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3224         if (cw == NULL) {
3225                 css_put(&memcg->css);
3226                 return;
3227         }
3228
3229         cw->memcg = memcg;
3230         cw->cachep = cachep;
3231
3232         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3233         schedule_work(&cw->work);
3234 }
3235
3236 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3237                                           struct kmem_cache *cachep)
3238 {
3239         /*
3240          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3241          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3242          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3243          *
3244          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3245          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3246          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3247          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3248          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3249          */
3250         memcg_stop_kmem_account();
3251         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3252         memcg_resume_kmem_account();
3253 }
3254
3255 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3256 {
3257         int res;
3258
3259         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3260                                 PAGE_SIZE << order);
3261         if (!res)
3262                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3263         return res;
3264 }
3265
3266 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3267 {
3268         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3269         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3270 }
3271
3272 /*
3273  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3274  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3275  *
3276  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3277  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3278  * in a workqueue.
3279  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3280  * the original cache.
3281  *
3282  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3283  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3284  */
3285 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3286                                           gfp_t gfp)
3287 {
3288         struct mem_cgroup *memcg;
3289         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3290
3291         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3292         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3293
3294         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3295                 return cachep;
3296
3297         rcu_read_lock();
3298         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3299
3300         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3301                 goto out;
3302
3303         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3304         if (likely(memcg_cachep)) {
3305                 cachep = memcg_cachep;
3306                 goto out;
3307         }
3308
3309         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3310         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3311                 goto out;
3312         rcu_read_unlock();
3313
3314         /*
3315          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3316          * context), we could be be predictable and return right away.
3317          * This would guarantee that the allocation being performed
3318          * already belongs in the new cache.
3319          *
3320          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3321          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3322          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3323          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3324          * defer everything.
3325          */
3326         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3327         return cachep;
3328 out:
3329         rcu_read_unlock();
3330         return cachep;
3331 }
3332
3333 /*
3334  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3335  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3336  * need a further commit step to do the final arrangements.
3337  *
3338  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3339  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3340  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3341  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3342  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3343  * the compiled-out case as well.
3344  *
3345  * Returning true means the allocation is possible.
3346  */
3347 bool
3348 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3349 {
3350         struct mem_cgroup *memcg;
3351         int ret;
3352
3353         *_memcg = NULL;
3354
3355         /*
3356          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3357          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3358          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3359          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3360          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3361          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3362          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3363          * altogether.
3364          *
3365          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3366          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3367          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3368          * the SLUB allocator:
3369          *
3370          *      memcg_stop_kmem_account();
3371          *      kmalloc(<large_number>)
3372          *      memcg_resume_kmem_account();
3373          *
3374          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3375          * since it will drive us directly to this function without passing
3376          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3377          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3378          * cache arrays. We bring this test here.
3379          */
3380         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3381                 return true;
3382
3383         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3384
3385         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3386                 css_put(&memcg->css);
3387                 return true;
3388         }
3389
3390         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3391         if (!ret)
3392                 *_memcg = memcg;
3393
3394         css_put(&memcg->css);
3395         return (ret == 0);
3396 }
3397
3398 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3399                               int order)
3400 {
3401         struct page_cgroup *pc;
3402
3403         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3404
3405         /* The page allocation failed. Revert */
3406         if (!page) {
3407                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3408                 return;
3409         }
3410         /*
3411          * The page is freshly allocated and not visible to any
3412          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3413          */
3414         pc = lookup_page_cgroup(page);
3415         pc->mem_cgroup = memcg;
3416         pc->flags = PCG_USED;
3417 }
3418
3419 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3420 {
3421         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3422         struct page_cgroup *pc;
3423
3424
3425         pc = lookup_page_cgroup(page);
3426         if (!PageCgroupUsed(pc))
3427                 return;
3428
3429         memcg = pc->mem_cgroup;
3430         pc->flags = 0;
3431
3432         /*
3433          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3434          * is a valid allocation
3435          */
3436         if (!memcg)
3437                 return;
3438
3439         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3440         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3441 }
3442 #else
3443 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3444 {
3445 }
3446 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3447
3448 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3449
3450 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3451 /*
3452  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3453  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3454  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3455  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3456  */
3457 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3458 {
3459         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3460         struct page_cgroup *pc;
3461         struct mem_cgroup *memcg;
3462         int i;
3463
3464         if (mem_cgroup_disabled())
3465                 return;
3466
3467         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3468         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3469                 pc = head_pc + i;
3470                 pc->mem_cgroup = memcg;
3471                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3472         }
3473         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3474                        HPAGE_PMD_NR);
3475 }
3476 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3477
3478 /**
3479  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3480  * @page: the page
3481  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3482  * @pc: page_cgroup of the page.
3483  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3484  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3485  *
3486  * The caller must confirm following.
3487  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3488  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3489  *
3490  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3491  * from old cgroup.
3492  */
3493 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3494                                    unsigned int nr_pages,
3495                                    struct page_cgroup *pc,
3496                                    struct mem_cgroup *from,
3497                                    struct mem_cgroup *to)
3498 {
3499         unsigned long flags;
3500         int ret;
3501         bool anon = PageAnon(page);
3502
3503         VM_BUG_ON(from == to);
3504         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3505         /*
3506          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3507          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3508          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3509          * hold it.
3510          */
3511         ret = -EBUSY;
3512         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3513                 goto out;
3514
3515         lock_page_cgroup(pc);
3516
3517         ret = -EINVAL;
3518         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3519                 goto unlock;
3520
3521         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3522
3523         if (!anon && page_mapped(page)) {
3524                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3525                                nr_pages);
3526                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3527                                nr_pages);
3528         }
3529
3530         if (PageWriteback(page)) {
3531                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3532                                nr_pages);
3533                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3534                                nr_pages);
3535         }
3536
3537         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3538
3539         /* caller should have done css_get */
3540         pc->mem_cgroup = to;
3541         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3542         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3543         ret = 0;
3544 unlock:
3545         unlock_page_cgroup(pc);
3546         /*
3547          * check events
3548          */
3549         memcg_check_events(to, page);
3550         memcg_check_events(from, page);
3551 out:
3552         return ret;
3553 }
3554
3555 /**
3556  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3557  * @page: the page to move
3558  * @pc: page_cgroup of the page
3559  * @child: page's cgroup
3560  *
3561  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3562  * parent (aka use_hierarchy==0).
3563  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3564  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3565  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3566  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3567  * on the next attempt and the call should be retried later.
3568  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3569  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3570  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3571  * LRU or vanish.
3572  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3573  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3574  * disappear in the next attempt.
3575  */
3576 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3577                                   struct page_cgroup *pc,
3578                                   struct mem_cgroup *child)
3579 {
3580         struct mem_cgroup *parent;
3581         unsigned int nr_pages;
3582         unsigned long uninitialized_var(flags);
3583         int ret;
3584
3585         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3586
3587         ret = -EBUSY;
3588         if (!get_page_unless_zero(page))
3589                 goto out;
3590         if (isolate_lru_page(page))
3591                 goto put;
3592
3593         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3594
3595         parent = parent_mem_cgroup(child);
3596         /*
3597          * If no parent, move charges to root cgroup.
3598          */
3599         if (!parent)
3600                 parent = root_mem_cgroup;
3601
3602         if (nr_pages > 1) {
3603                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3604                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3605         }
3606
3607         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3608                                 pc, child, parent);
3609         if (!ret)
3610                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3611
3612         if (nr_pages > 1)
3613                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3614         putback_lru_page(page);
3615 put:
3616         put_page(page);
3617 out:
3618         return ret;
3619 }
3620
3621 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3622                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3623 {
3624         unsigned int nr_pages = 1;
3625         struct mem_cgroup *memcg;
3626
3627         if (mem_cgroup_disabled())
3628                 return 0;
3629
3630         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3631         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3632         VM_BUG_ON(!mm);
3633
3634         if (PageTransHuge(page)) {
3635                 nr_pages <<= compound_order(page);
3636                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3637         }
3638
3639         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages);
3640         if (!memcg)
3641                 return -ENOMEM;
3642         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3643                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 /*
3648  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3649  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3650  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3651  * "commit()" or removed by "cancel()"
3652  */
3653 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3654                                           struct page *page,
3655                                           gfp_t mask,
3656                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3657 {
3658         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3659         struct page_cgroup *pc;
3660         int ret;
3661
3662         pc = lookup_page_cgroup(page);
3663         /*
3664          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3665          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3666          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3667          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3668          * in turn serializes uncharging.
3669          */
3670         if (PageCgroupUsed(pc))
3671                 goto out;
3672         if (do_swap_account)
3673                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3674         if (!memcg)
3675                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3676         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1);
3677         css_put(&memcg->css);
3678         if (ret == -EINTR)
3679                 memcg = root_mem_cgroup;
3680         else if (ret)
3681                 return ret;
3682 out:
3683         *memcgp = memcg;
3684         return 0;
3685 }
3686
3687 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3688                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3689 {
3690         if (mem_cgroup_disabled()) {
3691                 *memcgp = NULL;
3692                 return 0;
3693         }
3694         /*
3695          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3696          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3697          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3698          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3699          */
3700         if (!PageSwapCache(page)) {
3701                 struct mem_cgroup *memcg;
3702
3703                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1);
3704                 if (!memcg)
3705                         return -ENOMEM;
3706                 *memcgp = memcg;
3707                 return 0;
3708         }
3709         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3710 }
3711
3712 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3713 {
3714         if (mem_cgroup_disabled())
3715                 return;
3716         if (!memcg)
3717                 return;
3718         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3719 }
3720
3721 static void
3722 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3723                                         enum charge_type ctype)
3724 {
3725         if (mem_cgroup_disabled())
3726                 return;
3727         if (!memcg)
3728                 return;
3729
3730         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3731         /*
3732          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3733          * counted both as mem and swap....double count.
3734          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3735          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3736          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3737          */
3738         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3739                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3740                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3741         }
3742 }
3743
3744 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3745                                      struct mem_cgroup *memcg)
3746 {
3747         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3748                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3749 }
3750
3751 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3752                                 gfp_t gfp_mask)
3753 {
3754         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3755         struct mem_cgroup *memcg;
3756         int ret;
3757
3758         if (mem_cgroup_disabled())
3759                 return 0;
3760         if (PageCompound(page))
3761                 return 0;
3762
3763         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3764                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3765                                                      gfp_mask, &memcg);
3766                 if (ret)
3767                         return ret;
3768                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3769                 return 0;
3770         }
3771
3772         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1);
3773         if (!memcg)
3774                 return -ENOMEM;
3775         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3776         return 0;
3777 }
3778
3779 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3780                                    unsigned int nr_pages,
3781                                    const enum charge_type ctype)
3782 {
3783         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3784         bool uncharge_memsw = true;
3785
3786         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3787         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3788                 uncharge_memsw = false;
3789
3790         batch = &current->memcg_batch;
3791         /*
3792          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3793          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3794          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3795          */
3796         if (!batch->memcg)
3797                 batch->memcg = memcg;
3798         /*
3799          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3800          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3801          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3802          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3803          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3804          */
3805
3806         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3807                 goto direct_uncharge;
3808
3809         if (nr_pages > 1)
3810                 goto direct_uncharge;
3811
3812         /*
3813          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3814          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3815          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3816          */
3817         if (batch->memcg != memcg)
3818                 goto direct_uncharge;
3819         /* remember freed charge and uncharge it later */
3820         batch->nr_pages++;
3821         if (uncharge_memsw)
3822                 batch->memsw_nr_pages++;
3823         return;
3824 direct_uncharge:
3825         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3826         if (uncharge_memsw)
3827                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3828         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3829                 memcg_oom_recover(memcg);
3830 }
3831
3832 /*
3833  * uncharge if !page_mapped(page)
3834  */
3835 static struct mem_cgroup *
3836 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3837                              bool end_migration)
3838 {
3839         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3840         unsigned int nr_pages = 1;
3841         struct page_cgroup *pc;
3842         bool anon;
3843
3844         if (mem_cgroup_disabled())
3845                 return NULL;
3846
3847         if (PageTransHuge(page)) {
3848                 nr_pages <<= compound_order(page);
3849                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3850         }
3851         /*
3852          * Check if our page_cgroup is valid
3853          */
3854         pc = lookup_page_cgroup(page);
3855         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3856                 return NULL;
3857
3858         lock_page_cgroup(pc);
3859
3860         memcg = pc->mem_cgroup;
3861
3862         if (!PageCgroupUsed(pc))
3863                 goto unlock_out;
3864
3865         anon = PageAnon(page);
3866
3867         switch (ctype) {
3868         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3869                 /*
3870                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3871                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3872                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3873                  */
3874                 anon = true;
3875                 /* fallthrough */
3876         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3877                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3878                 if (page_mapped(page))
3879                         goto unlock_out;
3880                 /*
3881                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3882                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3883                  * unused post-migration page and so it has to call
3884                  * here with the migration bit still set.  See the
3885                  * res_counter handling below.
3886                  */
3887                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3888                         goto unlock_out;
3889                 break;
3890         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3891                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3892                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3893                                 goto unlock_out;
3894                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3895                                 goto unlock_out;
3896                 break;
3897         default:
3898                 break;
3899         }
3900
3901         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3902
3903         ClearPageCgroupUsed(pc);
3904         /*
3905          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3906          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3907          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3908          * special functions.
3909          */
3910
3911         unlock_page_cgroup(pc);
3912         /*
3913          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3914          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3915          */
3916         memcg_check_events(memcg, page);
3917         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3918                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3919                 css_get(&memcg->css);
3920         }
3921         /*
3922          * Migration does not charge the res_counter for the
3923          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3924          * page that is unused after the migration.
3925          */
3926         if (!end_migration)
3927                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3928
3929         return memcg;
3930
3931 unlock_out:
3932         unlock_page_cgroup(pc);
3933         return NULL;
3934 }
3935
3936 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3937 {
3938         /* early check. */
3939         if (page_mapped(page))
3940                 return;
3941         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3942         /*
3943          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
3944          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
3945          * and handles memcg lifetime.
3946          *
3947          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
3948          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
3949          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
3950          * 0, there won't be any page table references to the swap
3951          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
3952          * page to disk.
3953          */
3954         if (PageSwapCache(page))
3955                 return;
3956         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3957 }
3958
3959 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3960 {
3961         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3962         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
3963         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3964 }
3965
3966 /*
3967  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3968  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3969  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3970  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3971  * This may be called prural(2) times in a context,
3972  */
3973
3974 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3975 {
3976         current->memcg_batch.do_batch++;
3977         /* We can do nest. */
3978         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3979                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3980                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3981                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3982         }
3983 }
3984
3985 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3986 {
3987         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3988
3989         if (!batch->do_batch)
3990                 return;
3991
3992         batch->do_batch--;
3993         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3994                 return;
3995
3996         if (!batch->memcg)
3997                 return;
3998         /*
3999          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4000          * bacause we hide charges behind us.
4001          */
4002         if (batch->nr_pages)
4003                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4004                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4005         if (batch->memsw_nr_pages)
4006                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4007                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4008         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4009         /* forget this pointer (for sanity check) */
4010         batch->memcg = NULL;
4011 }
4012
4013 #ifdef CONFIG_SWAP
4014 /*
4015  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4016  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4017  */
4018 void
4019 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4020 {
4021         struct mem_cgroup *memcg;
4022         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4023
4024         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4025                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4026
4027         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4028
4029         /*
4030          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4031          * css_get() was called in uncharge().
4032          */
4033         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4034                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4035 }
4036 #endif
4037
4038 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4039 /*
4040  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4041  * uncharge "memsw" account.
4042  */
4043 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4044 {
4045         struct mem_cgroup *memcg;
4046         unsigned short id;
4047
4048         if (!do_swap_account)
4049                 return;
4050
4051         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4052         rcu_read_lock();
4053         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4054         if (memcg) {
4055                 /*
4056                  * We uncharge this because swap is freed.  This memcg can
4057                  * be obsolete one. We avoid calling css_tryget_online().
4058                  */
4059                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4060                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4061                 css_put(&memcg->css);
4062         }
4063         rcu_read_unlock();
4064 }
4065
4066 /**
4067  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4068  * @entry: swap entry to be moved
4069  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4070  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4071  *
4072  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4073  * as the mem_cgroup's id of @from.
4074  *
4075  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4076  *
4077  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4078  * both res and memsw, and called css_get().
4079  */
4080 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4081                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4082 {
4083         unsigned short old_id, new_id;
4084
4085         old_id = mem_cgroup_id(from);
4086         new_id = mem_cgroup_id(to);
4087
4088         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4089                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4090                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4091                 /*
4092                  * This function is only called from task migration context now.
4093                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4094                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4095                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4096                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4097                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4098                  *
4099                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4100                  * alive, so we can just call css_get().
4101                  */
4102                 css_get(&to->css);
4103                 return 0;
4104         }
4105         return -EINVAL;
4106 }
4107 #else
4108 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4109                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4110 {
4111         return -EINVAL;
4112 }
4113 #endif
4114
4115 /*
4116  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4117  * page belongs to.
4118  */
4119 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4120                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4121 {
4122         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4123         unsigned int nr_pages = 1;
4124         struct page_cgroup *pc;
4125         enum charge_type ctype;
4126
4127         *memcgp = NULL;
4128
4129         if (mem_cgroup_disabled())
4130                 return;
4131
4132         if (PageTransHuge(page))
4133                 nr_pages <<= compound_order(page);
4134
4135         pc = lookup_page_cgroup(page);
4136         lock_page_cgroup(pc);
4137         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4138                 memcg = pc->mem_cgroup;
4139                 css_get(&memcg->css);
4140                 /*
4141                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4142                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4143                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4144                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4145                  * until end_migration() is called
4146                  *
4147                  * Corner Case Thinking
4148                  * A)
4149                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4150                  * while migration was ongoing.
4151                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4152                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4153                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4154                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4155                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4156                  *
4157                  * B)
4158                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4159                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4160                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4161                  * without charging it again.
4162                  *
4163                  * C)
4164                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4165                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4166                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4167                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4168                  */
4169                 if (PageAnon(page))
4170                         SetPageCgroupMigration(pc);
4171         }
4172         unlock_page_cgroup(pc);
4173         /*
4174          * If the page is not charged at this point,
4175          * we return here.
4176          */
4177         if (!memcg)
4178                 return;
4179
4180         *memcgp = memcg;
4181         /*
4182          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4183          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4184          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4185          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4186          */
4187         if (PageAnon(page))
4188                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4189         else
4190                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4191         /*
4192          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4193          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4194          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4195          */
4196         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4197 }
4198
4199 /* remove redundant charge if migration failed*/
4200 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4201         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4202 {
4203         struct page *used, *unused;
4204         struct page_cgroup *pc;
4205         bool anon;
4206
4207         if (!memcg)
4208                 return;
4209
4210         if (!migration_ok) {
4211                 used = oldpage;
4212                 unused = newpage;
4213         } else {
4214                 used = newpage;
4215                 unused = oldpage;
4216         }
4217         anon = PageAnon(used);
4218         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4219                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4220                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4221                                      true);
4222         css_put(&memcg->css);
4223         /*
4224          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4225          * of the page goes down to zero, temporarly.
4226          * Clear the flag and check the page should be charged.
4227          */
4228         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4229         lock_page_cgroup(pc);
4230         ClearPageCgroupMigration(pc);
4231         unlock_page_cgroup(pc);
4232
4233         /*
4234          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4235          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4236          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4237          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4238          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4239          * check. (see prepare_charge() also)
4240          */
4241         if (anon)
4242                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4243 }
4244
4245 /*
4246  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4247  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4248  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4249  */
4250 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4251                                   struct page *newpage)
4252 {
4253         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4254         struct page_cgroup *pc;
4255         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4256
4257         if (mem_cgroup_disabled())
4258                 return;
4259
4260         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4261         /* fix accounting on old pages */
4262         lock_page_cgroup(pc);
4263         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4264                 memcg = pc->mem_cgroup;
4265                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4266                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4267         }
4268         unlock_page_cgroup(pc);
4269
4270         /*
4271          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4272          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4273          */
4274         if (!memcg)
4275                 return;
4276         /*
4277          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4278          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4279          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4280          */
4281         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4282 }
4283
4284 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4285 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4286 {
4287         struct page_cgroup *pc;
4288
4289         pc = lookup_page_cgroup(page);
4290         /*
4291          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4292          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4293          * or when mem_cgroup_disabled().
4294          */
4295         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4296                 return pc;
4297         return NULL;
4298 }
4299
4300 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4301 {
4302         if (mem_cgroup_disabled())
4303                 return false;
4304
4305         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4306 }
4307
4308 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4309 {
4310         struct page_cgroup *pc;
4311
4312         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4313         if (pc) {
4314                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4315                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4316         }
4317 }
4318 #endif
4319
4320 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4321                                 unsigned long long val)
4322 {
4323         int retry_count;
4324         u64 memswlimit, memlimit;
4325         int ret = 0;
4326         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4327         u64 curusage, oldusage;
4328         int enlarge;
4329
4330         /*
4331          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4332          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4333          * of # of children which we should visit in this loop.
4334          */
4335         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4336
4337         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4338
4339         enlarge = 0;
4340         while (retry_count) {
4341                 if (signal_pending(current)) {
4342                         ret = -EINTR;
4343                         break;
4344                 }
4345                 /*
4346                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4347                  * open coded manner. You see what this really does.
4348                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4349                  */
4350                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4351                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4352                 if (memswlimit < val) {
4353                         ret = -EINVAL;
4354                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4355                         break;
4356                 }
4357
4358                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4359                 if (memlimit < val)
4360                         enlarge = 1;
4361
4362                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4363                 if (!ret) {
4364                         if (memswlimit == val)
4365                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4366                         else
4367                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4368                 }
4369                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4370
4371                 if (!ret)
4372                         break;
4373
4374                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4375                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4376                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4377                 /* Usage is reduced ? */
4378                 if (curusage >= oldusage)
4379                         retry_count--;
4380                 else
4381                         oldusage = curusage;
4382         }
4383         if (!ret && enlarge)
4384                 memcg_oom_recover(memcg);
4385
4386         return ret;
4387 }
4388
4389 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4390                                         unsigned long long val)
4391 {
4392         int retry_count;
4393         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4394         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4395         int ret = -EBUSY;
4396         int enlarge = 0;
4397
4398         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4399         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4400         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4401         while (retry_count) {
4402                 if (signal_pending(current)) {
4403                         ret = -EINTR;
4404                         break;
4405                 }
4406                 /*
4407                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4408                  * open coded manner. You see what this really does.
4409                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4410                  */
4411                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4412                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4413                 if (memlimit > val) {
4414                         ret = -EINVAL;
4415                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4416                         break;
4417                 }
4418                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4419                 if (memswlimit < val)
4420                         enlarge = 1;
4421                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4422                 if (!ret) {
4423                         if (memlimit == val)
4424                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4425                         else
4426                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4427                 }
4428                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4429
4430                 if (!ret)
4431                         break;
4432
4433                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4434                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4435                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4436                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4437                 /* Usage is reduced ? */
4438                 if (curusage >= oldusage)
4439                         retry_count--;
4440                 else
4441                         oldusage = curusage;
4442         }
4443         if (!ret && enlarge)
4444                 memcg_oom_recover(memcg);
4445         return ret;
4446 }
4447
4448 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4449                                             gfp_t gfp_mask,
4450                                             unsigned long *total_scanned)
4451 {
4452         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4453         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4454         unsigned long reclaimed;
4455         int loop = 0;
4456         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4457         unsigned long long excess;
4458         unsigned long nr_scanned;
4459
4460         if (order > 0)
4461                 return 0;
4462
4463         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4464         /*
4465          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4466          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4467          * pressure
4468          */
4469         do {
4470                 if (next_mz)
4471                         mz = next_mz;
4472                 else
4473                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4474                 if (!mz)
4475                         break;
4476
4477                 nr_scanned = 0;
4478                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4479                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4480                 nr_reclaimed += reclaimed;
4481                 *total_scanned += nr_scanned;
4482                 spin_lock(&mctz->lock);
4483
4484                 /*
4485                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4486                  * it is time to move on to the next cgroup
4487                  */
4488                 next_mz = NULL;
4489                 if (!reclaimed) {
4490                         do {
4491                                 /*
4492                                  * Loop until we find yet another one.
4493                                  *
4494                                  * By the time we get the soft_limit lock
4495                                  * again, someone might have aded the
4496                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4497                                  * make sure we get a different mem.
4498                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4499                                  * NULL if no other cgroup is present on
4500                                  * the tree
4501                                  */
4502                                 next_mz =
4503                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4504                                 if (next_mz == mz)
4505                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4506                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4507                                         break;
4508                         } while (1);
4509                 }
4510                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
4511                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4512                 /*
4513                  * One school of thought says that we should not add
4514                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4515                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4516                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4517                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4518                  * term TODO.
4519                  */
4520                 /* If excess == 0, no tree ops */
4521                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
4522                 spin_unlock(&mctz->lock);
4523                 css_put(&mz->memcg->css);
4524                 loop++;
4525                 /*
4526                  * Could not reclaim anything and there are no more
4527                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4528                  * reclaiming anything.
4529                  */
4530                 if (!nr_reclaimed &&
4531                         (next_mz == NULL ||
4532                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4533                         break;
4534         } while (!nr_reclaimed);
4535         if (next_mz)
4536                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4537         return nr_reclaimed;
4538 }
4539
4540 /**
4541  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4542  * @memcg: group to clear
4543  * @node: NUMA node
4544  * @zid: zone id
4545  * @lru: lru to to clear
4546  *
4547  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4548  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4549  * group.
4550  */
4551 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4552                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4553 {
4554         struct lruvec *lruvec;
4555         unsigned long flags;
4556         struct list_head *list;
4557         struct page *busy;
4558         struct zone *zone;
4559
4560         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4561         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4562         list = &lruvec->lists[lru];
4563
4564         busy = NULL;
4565         do {
4566                 struct page_cgroup *pc;
4567                 struct page *page;
4568
4569                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4570                 if (list_empty(list)) {
4571                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4572                         break;
4573                 }
4574                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4575                 if (busy == page) {
4576                         list_move(&page->lru, list);
4577                         busy = NULL;
4578                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4579                         continue;
4580                 }
4581                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4582
4583                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4584
4585                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4586                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4587                         busy = page;
4588                 } else
4589                         busy = NULL;
4590                 cond_resched();
4591         } while (!list_empty(list));
4592 }
4593
4594 /*
4595  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4596  * all the charges and pages to the parent.
4597  * This enables deleting this mem_cgroup.
4598  *
4599  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4600  */
4601 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4602 {
4603         int node, zid;
4604         u64 usage;
4605
4606         do {
4607                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4608                 lru_add_drain_all();
4609                 drain_all_stock_sync(memcg);
4610                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4611                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4612                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4613                                 enum lru_list lru;
4614                                 for_each_lru(lru) {
4615                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4616                                                         node, zid, lru);
4617                                 }
4618                         }
4619                 }
4620                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4621                 memcg_oom_recover(memcg);
4622                 cond_resched();
4623
4624                 /*
4625                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4626                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4627                  * expect their value to drop to 0 here.
4628                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4629                  *
4630                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4631                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4632                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4633                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4634                  * charge before adding to the LRU.
4635                  */
4636                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4637                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4638         } while (usage > 0);
4639 }
4640
4641 /*
4642  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4643  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4644  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4645  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4646  */
4647 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4648 {
4649         bool ret;
4650
4651         /*
4652          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4653          * it prevents a new child from being initialized based on this
4654          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4655          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4656          */
4657         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4658
4659         rcu_read_lock();
4660         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4661         rcu_read_unlock();
4662         return ret;
4663 }
4664
4665 /*
4666  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4667  * the rest to the parent.
4668  *
4669  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4670  */
4671 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4672 {
4673         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4674
4675         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4676         lru_add_drain_all();
4677         /* try to free all pages in this cgroup */
4678         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4679                 int progress;
4680
4681                 if (signal_pending(current))
4682                         return -EINTR;
4683
4684                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4685                                                 false);
4686                 if (!progress) {
4687                         nr_retries--;
4688                         /* maybe some writeback is necessary */
4689                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4690                 }
4691
4692         }
4693
4694         return 0;
4695 }
4696
4697 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4698                                             char *buf, size_t nbytes,
4699                                             loff_t off)
4700 {
4701         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4702
4703         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4704                 return -EINVAL;
4705         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4706 }
4707
4708 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4709                                      struct cftype *cft)
4710 {
4711         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4712 }
4713
4714 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4715                                       struct cftype *cft, u64 val)
4716 {
4717         int retval = 0;
4718         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4719         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4720
4721         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4722
4723         if (memcg->use_hierarchy == val)
4724                 goto out;
4725
4726         /*
4727          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4728          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4729          * occur, provided the current cgroup has no children.
4730          *
4731          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4732          * set if there are no children.
4733          */
4734         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4735                                 (val == 1 || val == 0)) {
4736                 if (!memcg_has_children(memcg))
4737                         memcg->use_hierarchy = val;
4738                 else
4739                         retval = -EBUSY;
4740         } else
4741                 retval = -EINVAL;
4742
4743 out:
4744         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4745
4746         return retval;
4747 }
4748
4749 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4750                                struct cftype *cft)
4751 {
4752         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4753         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4754         int name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4755
4756         switch (type) {
4757         case _MEM:
4758                 return res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4759         case _MEMSWAP:
4760                 return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4761         case _KMEM:
4762                 return res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4763                 break;
4764         default:
4765                 BUG();
4766         }
4767 }
4768
4769 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4770 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4771 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4772                                  unsigned long long limit)
4773 {
4774         int err = 0;
4775         int memcg_id;
4776
4777         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4778                 return 0;
4779
4780         /*
4781          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4782          * cgroups so let's stop accounting here.
4783          */
4784         memcg_stop_kmem_account();
4785
4786         /*
4787          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4788          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4789          * already joined.
4790          *
4791          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4792          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4793          * place, which makes the value quite meaningless.
4794          *
4795          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4796          * of course permitted.
4797          */
4798         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4799         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4800             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4801                 err = -EBUSY;
4802         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4803         if (err)
4804                 goto out;
4805
4806         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4807                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4808         if (memcg_id < 0) {
4809                 err = memcg_id;
4810                 goto out;
4811         }
4812
4813         /*
4814          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4815          * memcg_params.
4816          */
4817         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4818         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4819         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4820         if (err)
4821                 goto out_rmid;
4822
4823         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4824         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4825
4826         /*
4827          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4828          * active bit set yet, so this should succeed.
4829          */
4830         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4831         VM_BUG_ON(err);
4832
4833         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4834         /*
4835          * Setting the active bit after enabling static branching will
4836          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4837          * patched.
4838          */
4839         memcg_kmem_set_active(memcg);
4840 out:
4841         memcg_resume_kmem_account();
4842         return err;
4843
4844 out_rmid:
4845         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4846         goto out;
4847 }
4848
4849 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4850                                unsigned long long limit)
4851 {
4852         int ret;
4853
4854         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4855         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4856         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4857         return ret;
4858 }
4859
4860 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4861                                    unsigned long long val)
4862 {
4863         int ret;
4864
4865         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4866                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4867         else
4868                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4869         return ret;
4870 }
4871
4872 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4873 {
4874         int ret = 0;
4875         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4876
4877         if (!parent)
4878                 return 0;
4879
4880         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4881         /*
4882          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4883          * after this point, because it has at least one child already.
4884          */
4885         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4886                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
4887         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4888         return ret;
4889 }
4890 #else
4891 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4892                                    unsigned long long val)
4893 {
4894         return -EINVAL;
4895 }
4896 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4897
4898 /*
4899  * The user of this function is...
4900  * RES_LIMIT.
4901  */
4902 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4903                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4904 {
4905         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4906         enum res_type type;
4907         int name;
4908         unsigned long long val;
4909         int ret;
4910
4911         buf = strstrip(buf);
4912         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4913         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4914
4915         switch (name) {
4916         case RES_LIMIT:
4917                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4918                         ret = -EINVAL;
4919                         break;
4920                 }
4921                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4922                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4923                 if (ret)
4924                         break;
4925                 if (type == _MEM)
4926                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4927                 else if (type == _MEMSWAP)
4928                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4929                 else if (type == _KMEM)
4930                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
4931                 else
4932                         return -EINVAL;
4933                 break;
4934         case RES_SOFT_LIMIT:
4935                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4936                 if (ret)
4937                         break;
4938                 /*
4939                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4940                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4941                  * control without swap
4942                  */
4943                 if (type == _MEM)
4944                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4945                 else
4946                         ret = -EINVAL;
4947                 break;
4948         default:
4949                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4950                 break;
4951         }
4952         return ret ?: nbytes;
4953 }
4954
4955 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4956                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4957 {
4958         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4959
4960         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4961         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4962         if (!memcg->use_hierarchy)
4963                 goto out;
4964
4965         while (memcg->css.parent) {
4966                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4967                 if (!memcg->use_hierarchy)
4968                         break;
4969                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4970                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4971                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4972                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4973         }
4974 out:
4975         *mem_limit = min_limit;
4976         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4977 }
4978
4979 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4980                                 size_t nbytes, loff_t off)
4981 {
4982         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4983         int name;
4984         enum res_type type;
4985
4986         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4987         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4988
4989         switch (name) {
4990         case RES_MAX_USAGE:
4991                 if (type == _MEM)
4992                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4993                 else if (type == _MEMSWAP)
4994                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4995                 else if (type == _KMEM)
4996                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4997                 else
4998                         return -EINVAL;
4999                 break;
5000         case RES_FAILCNT:
5001                 if (type == _MEM)
5002                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5003                 else if (type == _MEMSWAP)
5004                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5005                 else if (type == _KMEM)
5006                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5007                 else
5008                         return -EINVAL;
5009                 break;
5010         }
5011
5012         return nbytes;
5013 }
5014
5015 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5016                                         struct cftype *cft)
5017 {
5018         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5019 }
5020
5021 #ifdef CONFIG_MMU
5022 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5023                                         struct cftype *cft, u64 val)
5024 {
5025         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5026
5027         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5028                 return -EINVAL;
5029
5030         /*
5031          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5032          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5033          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5034          * affect task migrations starting after the change.
5035          */
5036         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5037         return 0;
5038 }
5039 #else
5040 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5041                                         struct cftype *cft, u64 val)
5042 {
5043         return -ENOSYS;
5044 }
5045 #endif
5046
5047 #ifdef CONFIG_NUMA
5048 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5049 {
5050         struct numa_stat {
5051                 const char *name;
5052                 unsigned int lru_mask;
5053         };
5054
5055         static const struct numa_stat stats[] = {
5056                 { "total", LRU_ALL },
5057                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5058                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5059                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5060         };
5061         const struct numa_stat *stat;
5062         int nid;
5063         unsigned long nr;
5064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5065
5066         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5067                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5068                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5069                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5070                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5071                                                           stat->lru_mask);
5072                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5073                 }
5074                 seq_putc(m, '\n');
5075         }
5076
5077         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5078                 struct mem_cgroup *iter;
5079
5080                 nr = 0;
5081                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5082                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5083                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5084                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5085                         nr = 0;
5086                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5087                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5088                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5089                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5090                 }
5091                 seq_putc(m, '\n');
5092         }
5093
5094         return 0;
5095 }
5096 #endif /* CONFIG_NUMA */
5097
5098 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5099 {
5100         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5101 }
5102
5103 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5104 {
5105         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5106         struct mem_cgroup *mi;
5107         unsigned int i;
5108
5109         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5110                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5111                         continue;
5112                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5113                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5114         }
5115
5116         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5117                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5118                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5119
5120         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5121                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5122                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5123
5124         /* Hierarchical information */
5125         {
5126                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5127                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5128                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5129                 if (do_swap_account)
5130                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5131                                    memsw_limit);
5132         }
5133
5134         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5135                 long long val = 0;
5136
5137                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5138                         continue;
5139                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5140                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5141                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5142         }
5143
5144         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5145                 unsigned long long val = 0;
5146
5147                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5148                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5149                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5150                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5151         }
5152
5153         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5154                 unsigned long long val = 0;
5155
5156                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5157                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5158                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5159         }
5160
5161 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5162         {
5163                 int nid, zid;
5164                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5165                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5166                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5167                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5168
5169                 for_each_online_node(nid)
5170                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5171                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
5172                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5173
5174                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5175                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5176                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5177                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5178                         }
5179                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5180                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5181                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5182                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5183         }
5184 #endif
5185
5186         return 0;
5187 }
5188
5189 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5190                                       struct cftype *cft)
5191 {
5192         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5193
5194         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5195 }
5196
5197 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5198                                        struct cftype *cft, u64 val)
5199 {
5200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5201
5202         if (val > 100)
5203                 return -EINVAL;
5204
5205         if (css->parent)
5206                 memcg->swappiness = val;
5207         else
5208                 vm_swappiness = val;
5209
5210         return 0;
5211 }
5212
5213 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5214 {
5215         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5216         u64 usage;
5217         int i;
5218
5219         rcu_read_lock();
5220         if (!swap)
5221                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5222         else
5223                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5224
5225         if (!t)
5226                 goto unlock;
5227
5228         if (!swap)
5229                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5230         else
5231                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5232
5233         /*
5234          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5235          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5236          * call of __mem_cgroup_threshold().
5237          */
5238         i = t->current_threshold;
5239
5240         /*
5241          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5242          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5243          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5244          * only one element of the array here.
5245          */
5246         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5247                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5248
5249         /* i = current_threshold + 1 */
5250         i++;
5251
5252         /*
5253          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5254          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5255          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5256          * only one element of the array here.
5257          */
5258         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5259                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5260
5261         /* Update current_threshold */
5262         t->current_threshold = i - 1;
5263 unlock:
5264         rcu_read_unlock();
5265 }
5266
5267 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5268 {
5269         while (memcg) {
5270                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5271                 if (do_swap_account)
5272                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5273
5274                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5275         }
5276 }
5277
5278 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5279 {
5280         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5281         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5282
5283         if (_a->threshold > _b->threshold)
5284                 return 1;
5285
5286         if (_a->threshold < _b->threshold)
5287                 return -1;
5288
5289         return 0;
5290 }
5291
5292 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5293 {
5294         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5295
5296         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5297
5298         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5299                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5300
5301         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5306 {
5307         struct mem_cgroup *iter;
5308
5309         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5310                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5311 }
5312
5313 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5314         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5315 {
5316         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5317         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5318         u64 threshold, usage;
5319         int i, size, ret;
5320
5321         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5322         if (ret)
5323                 return ret;
5324
5325         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5326
5327         if (type == _MEM) {
5328                 thresholds = &memcg->thresholds;
5329                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5330         } else if (type == _MEMSWAP) {
5331                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5332                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5333         } else
5334                 BUG();
5335
5336         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5337         if (thresholds->primary)
5338                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5339
5340         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5341
5342         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5343         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5344                         GFP_KERNEL);
5345         if (!new) {
5346                 ret = -ENOMEM;
5347                 goto unlock;
5348         }
5349         new->size = size;
5350
5351         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5352         if (thresholds->primary) {
5353                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5354                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5355         }
5356
5357         /* Add new threshold */
5358         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5359         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5360
5361         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5362         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5363                         compare_thresholds, NULL);
5364
5365         /* Find current threshold */
5366         new->current_threshold = -1;
5367         for (i = 0; i < size; i++) {
5368                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5369                         /*
5370                          * new->current_threshold will not be used until
5371                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5372                          * it here.
5373                          */
5374                         ++new->current_threshold;
5375                 } else
5376                         break;
5377         }
5378
5379         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5380         kfree(thresholds->spare);
5381         thresholds->spare = thresholds->primary;
5382
5383         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5384
5385         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5386         synchronize_rcu();
5387
5388 unlock:
5389         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5390
5391         return ret;
5392 }
5393
5394 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5395         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5396 {
5397         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5398 }
5399
5400 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5401         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5402 {
5403         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5404 }
5405
5406 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5407         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5408 {
5409         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5410         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5411         u64 usage;
5412         int i, j, size;
5413
5414         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5415
5416         if (type == _MEM) {
5417                 thresholds = &memcg->thresholds;
5418                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5419         } else if (type == _MEMSWAP) {
5420                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5421                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5422         } else
5423                 BUG();
5424
5425         if (!thresholds->primary)
5426                 goto unlock;
5427
5428         /* Check if a threshold crossed before removing */
5429         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5430
5431         /* Calculate new number of threshold */
5432         size = 0;
5433         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5434                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5435                         size++;
5436         }
5437
5438         new = thresholds->spare;
5439
5440         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5441         if (!size) {
5442                 kfree(new);
5443                 new = NULL;
5444                 goto swap_buffers;
5445         }
5446
5447         new->size = size;
5448
5449         /* Copy thresholds and find current threshold */
5450         new->current_threshold = -1;
5451         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5452                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5453                         continue;
5454
5455                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5456                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5457                         /*
5458                          * new->current_threshold will not be used
5459                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5460                          * it here.
5461                          */
5462                         ++new->current_threshold;
5463                 }
5464                 j++;
5465         }
5466
5467 swap_buffers:
5468         /* Swap primary and spare array */
5469         thresholds->spare = thresholds->primary;
5470         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5471         if (!new) {
5472                 kfree(thresholds->spare);
5473                 thresholds->spare = NULL;
5474         }
5475
5476         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5477
5478         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5479         synchronize_rcu();
5480 unlock:
5481         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5482 }
5483
5484 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5485         struct eventfd_ctx *eventfd)
5486 {
5487         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5488 }
5489
5490 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5491         struct eventfd_ctx *eventfd)
5492 {
5493         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5494 }
5495
5496 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5497         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5498 {
5499         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5500
5501         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5502         if (!event)
5503                 return -ENOMEM;
5504
5505         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5506
5507         event->eventfd = eventfd;
5508         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5509
5510         /* already in OOM ? */
5511         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5512                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5513         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5514
5515         return 0;
5516 }
5517
5518 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5519         struct eventfd_ctx *eventfd)
5520 {
5521         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5522
5523         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5524
5525         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5526                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5527                         list_del(&ev->list);
5528                         kfree(ev);
5529                 }
5530         }
5531
5532         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5533 }
5534
5535 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5536 {
5537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5538
5539         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5540         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5541         return 0;
5542 }
5543
5544 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5545         struct cftype *cft, u64 val)
5546 {
5547         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5548
5549         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5550         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5551                 return -EINVAL;
5552
5553         memcg->oom_kill_disable = val;
5554         if (!val)
5555                 memcg_oom_recover(memcg);
5556
5557         return 0;
5558 }
5559
5560 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5561 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5562 {
5563         int ret;
5564
5565         memcg->kmemcg_id = -1;
5566         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5567         if (ret)
5568                 return ret;
5569
5570         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5571 }
5572
5573 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5574 {
5575         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5576 }
5577
5578 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5579 {
5580         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5581                 return;
5582
5583         /*
5584          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5585          * pages, for instance, a page contain objects from various
5586          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5587          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5588          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5589          *
5590          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5591          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5592          * reference is taken here before the group is marked dead
5593          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5594          *
5595          * Although this might sound strange as this path is called from
5596          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5597          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5598          * fail) we do not have other options because of the kmem
5599          * allocations lifetime.
5600          */
5601         css_get(&memcg->css);
5602
5603         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5604
5605         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5606                 return;
5607
5608         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5609                 css_put(&memcg->css);
5610 }
5611 #else
5612 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5613 {
5614         return 0;
5615 }
5616
5617 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5618 {
5619 }
5620
5621 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5622 {
5623 }
5624 #endif
5625
5626 /*
5627  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5628  *
5629  * "cgroup.event_control" implementation.
5630  *
5631  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5632  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5633  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5634  *
5635  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5636  * possible.
5637  */
5638
5639 /*
5640  * Unregister event and free resources.
5641  *
5642  * Gets called from workqueue.
5643  */
5644 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5645 {
5646         struct mem_cgroup_event *event =
5647                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5648         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5649
5650         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5651
5652         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5653
5654         /* Notify userspace the event is going away. */
5655         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5656
5657         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5658         kfree(event);
5659         css_put(&memcg->css);
5660 }
5661
5662 /*
5663  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5664  *
5665  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5666  */
5667 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5668                             int sync, void *key)
5669 {
5670         struct mem_cgroup_event *event =
5671                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5672         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5673         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5674
5675         if (flags & POLLHUP) {
5676                 /*
5677                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5678                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5679                  * for us.
5680                  *
5681                  * We can't race against event freeing since the other
5682                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5683                  * which we hold.
5684                  */
5685                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5686                 if (!list_empty(&event->list)) {
5687                         list_del_init(&event->list);
5688                         /*
5689                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5690                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5691                          */
5692                         schedule_work(&event->remove);
5693                 }
5694                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5695         }
5696
5697         return 0;
5698 }
5699
5700 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5701                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5702 {
5703         struct mem_cgroup_event *event =
5704                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5705
5706         event->wqh = wqh;
5707         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5708 }
5709
5710 /*
5711  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5712  *
5713  * Parse input and register new cgroup event handler.
5714  *
5715  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5716  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5717  */
5718 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5719                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5720 {
5721         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5723         struct mem_cgroup_event *event;
5724         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5725         unsigned int efd, cfd;
5726         struct fd efile;
5727         struct fd cfile;
5728         const char *name;
5729         char *endp;
5730         int ret;
5731
5732         buf = strstrip(buf);
5733
5734         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5735         if (*endp != ' ')
5736                 return -EINVAL;
5737         buf = endp + 1;
5738
5739         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5740         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5741                 return -EINVAL;
5742         buf = endp + 1;
5743
5744         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5745         if (!event)
5746                 return -ENOMEM;
5747
5748         event->memcg = memcg;
5749         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5750         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5751         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5752         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5753
5754         efile = fdget(efd);
5755         if (!efile.file) {
5756                 ret = -EBADF;
5757                 goto out_kfree;
5758         }
5759
5760         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5761         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5762                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5763                 goto out_put_efile;
5764         }
5765
5766         cfile = fdget(cfd);
5767         if (!cfile.file) {
5768                 ret = -EBADF;
5769                 goto out_put_eventfd;
5770         }
5771
5772         /* the process need read permission on control file */
5773         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5774         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5775         if (ret < 0)
5776                 goto out_put_cfile;
5777
5778         /*
5779          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5780          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5781          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5782          * is for compatibility anyway.
5783          *
5784          * DO NOT ADD NEW FILES.
5785          */
5786         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5787
5788         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5789                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5790                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5791         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5792                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5793                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5794         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5795                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5796                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5797         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5798                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5799                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5800         } else {
5801                 ret = -EINVAL;
5802                 goto out_put_cfile;
5803         }
5804
5805         /*
5806          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5807          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5808          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5809          */
5810         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5811                                                &memory_cgrp_subsys);
5812         ret = -EINVAL;
5813         if (IS_ERR(cfile_css))
5814                 goto out_put_cfile;
5815         if (cfile_css != css) {
5816                 css_put(cfile_css);
5817                 goto out_put_cfile;
5818         }
5819
5820         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5821         if (ret)
5822                 goto out_put_css;
5823
5824         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5825
5826         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5827         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5828         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5829
5830         fdput(cfile);
5831         fdput(efile);
5832
5833         return nbytes;
5834
5835 out_put_css:
5836         css_put(css);
5837 out_put_cfile:
5838         fdput(cfile);
5839 out_put_eventfd:
5840         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5841 out_put_efile:
5842         fdput(efile);
5843 out_kfree:
5844         kfree(event);
5845
5846         return ret;
5847 }
5848
5849 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5850         {
5851                 .name = "usage_in_bytes",
5852                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5853                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5854         },
5855         {
5856                 .name = "max_usage_in_bytes",
5857                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5858                 .write = mem_cgroup_reset,
5859                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5860         },
5861         {
5862                 .name = "limit_in_bytes",
5863                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5864                 .write = mem_cgroup_write,
5865                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5866         },
5867         {
5868                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5869                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5870                 .write = mem_cgroup_write,
5871                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5872         },
5873         {
5874                 .name = "failcnt",
5875                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5876                 .write = mem_cgroup_reset,
5877                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5878         },
5879         {
5880                 .name = "stat",
5881                 .seq_show = memcg_stat_show,
5882         },
5883         {
5884                 .name = "force_empty",
5885                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5886         },
5887         {
5888                 .name = "use_hierarchy",
5889                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5890                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5891         },
5892         {
5893                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5894                 .write = memcg_write_event_control,
5895                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5896                 .mode = S_IWUGO,
5897         },
5898         {
5899                 .name = "swappiness",
5900                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5901                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5902         },
5903         {
5904                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5905                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5906                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5907         },
5908         {
5909                 .name = "oom_control",
5910                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5911                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5912                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5913         },
5914         {
5915                 .name = "pressure_level",
5916         },
5917 #ifdef CONFIG_NUMA
5918         {
5919                 .name = "numa_stat",
5920                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5921         },
5922 #endif
5923 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5924         {
5925                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5926                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5927                 .write = mem_cgroup_write,
5928                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5929         },
5930         {
5931                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5932                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5933                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5934         },
5935         {
5936                 .name = "kmem.failcnt",
5937                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5938                 .write = mem_cgroup_reset,
5939                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5940         },
5941         {
5942                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5943                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5944                 .write = mem_cgroup_reset,
5945                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5946         },
5947 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5948         {
5949                 .name = "kmem.slabinfo",
5950                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5951         },
5952 #endif
5953 #endif
5954         { },    /* terminate */
5955 };
5956
5957 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5958 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5959         {
5960                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5962                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5963         },
5964         {
5965                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5967                 .write = mem_cgroup_reset,
5968                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5969         },
5970         {
5971                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5973                 .write = mem_cgroup_write,
5974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "memsw.failcnt",
5978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5979                 .write = mem_cgroup_reset,
5980                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5981         },
5982         { },    /* terminate */
5983 };
5984 #endif
5985 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5986 {
5987         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5988         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5989         int zone, tmp = node;
5990         /*
5991          * This routine is called against possible nodes.
5992          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5993          *
5994          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5995          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5996          *       function.
5997          */
5998         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5999                 tmp = -1;
6000         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6001         if (!pn)
6002                 return 1;
6003
6004         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6005                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6006                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6007                 mz->usage_in_excess = 0;
6008                 mz->on_tree = false;
6009                 mz->memcg = memcg;
6010         }
6011         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6012         return 0;
6013 }
6014
6015 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6016 {
6017         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6018 }
6019
6020 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6021 {
6022         struct mem_cgroup *memcg;
6023         size_t size;
6024
6025         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6026         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6027
6028         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6029         if (!memcg)
6030                 return NULL;
6031
6032         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6033         if (!memcg->stat)
6034                 goto out_free;
6035         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6036         return memcg;
6037
6038 out_free:
6039         kfree(memcg);
6040         return NULL;
6041 }
6042
6043 /*
6044  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6045  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6046  *
6047  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6048  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6049  * it goes down to 0.
6050  *
6051  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6052  */
6053
6054 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6055 {
6056         int node;
6057
6058         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6059
6060         for_each_node(node)
6061                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6062
6063         free_percpu(memcg->stat);
6064
6065         /*
6066          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6067          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6068          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6069          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6070          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6071          *
6072          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6073          * to move this code around, and make sure it is outside
6074          * the cgroup_lock.
6075          */
6076         disarm_static_keys(memcg);
6077         kfree(memcg);
6078 }
6079
6080 /*
6081  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6082  */
6083 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6084 {
6085         if (!memcg->res.parent)
6086                 return NULL;
6087         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6088 }
6089 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6090
6091 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6092 {
6093         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6094         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6095         int tmp, node, zone;
6096
6097         for_each_node(node) {
6098                 tmp = node;
6099                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6100                         tmp = -1;
6101                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6102                 BUG_ON(!rtpn);
6103
6104                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6105
6106                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6107                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6108                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6109                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6110                 }
6111         }
6112 }
6113
6114 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6115 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6116 {
6117         struct mem_cgroup *memcg;
6118         long error = -ENOMEM;
6119         int node;
6120
6121         memcg = mem_cgroup_alloc();
6122         if (!memcg)
6123                 return ERR_PTR(error);
6124
6125         for_each_node(node)
6126                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6127                         goto free_out;
6128
6129         /* root ? */
6130         if (parent_css == NULL) {
6131                 root_mem_cgroup = memcg;
6132                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6133                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6134                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6135         }
6136
6137         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6138         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6139         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6140         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6141         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6142         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6143         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6144         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6145
6146         return &memcg->css;
6147
6148 free_out:
6149         __mem_cgroup_free(memcg);
6150         return ERR_PTR(error);
6151 }
6152
6153 static int
6154 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6155 {
6156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6157         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
6158
6159         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6160                 return -ENOSPC;
6161
6162         if (!parent)
6163                 return 0;
6164
6165         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6166
6167         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6168         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6169         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6170
6171         if (parent->use_hierarchy) {
6172                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6173                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6174                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6175
6176                 /*
6177                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6178                  * core guarantees its existence.
6179                  */
6180         } else {
6181                 res_counter_init(&memcg->res, &root_mem_cgroup->res);
6182                 res_counter_init(&memcg->memsw, &root_mem_cgroup->memsw);
6183                 res_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
6184                 /*
6185                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6186                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6187                  * unfortunate state in our controller.
6188                  */
6189                 if (parent != root_mem_cgroup)
6190                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6191         }
6192         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6193
6194         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6195 }
6196
6197 /*
6198  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6199  */
6200 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6201 {
6202         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6203
6204         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6205                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6206
6207         /*
6208          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6209          * explicitely.
6210          */
6211         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6212                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6213 }
6214
6215 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6216 {
6217         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6218         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6219         struct cgroup_subsys_state *iter;
6220
6221         /*
6222          * Unregister events and notify userspace.
6223          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6224          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6225          */
6226         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6227         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6228                 list_del_init(&event->list);
6229                 schedule_work(&event->remove);
6230         }
6231         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6232
6233         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6234
6235         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6236
6237         /*
6238          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6239          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6240          */
6241         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6242                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6243
6244         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6245         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6246 }
6247
6248 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6249 {
6250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6251         /*
6252          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6253          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6254          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
6255          * under the same RCU lock region, which means that charging
6256          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6257          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6258          * without any tasks from the swapin path when the target
6259          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6260          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6261          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6262          * circulation:
6263          *
6264          * #0                        #1
6265          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6266          *                           rcu_read_lock()
6267          *                           mem_cgroup_lookup()
6268          *                           css_tryget_online()
6269          *                           rcu_read_unlock()
6270          * disable css_tryget_online()
6271          * call_rcu()
6272          *   offline_css()
6273          *     reparent_charges()
6274          *                           res_counter_charge()
6275          *                           css_put()
6276          *                             css_free()
6277          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6278          *                           add page to lru
6279          *
6280          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6281          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6282          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6283          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6284          * made after offlining:
6285          */
6286         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6287
6288         memcg_destroy_kmem(memcg);
6289         __mem_cgroup_free(memcg);
6290 }
6291
6292 /**
6293  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
6294  * @css: the target css
6295  *
6296  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
6297  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
6298  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
6299  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
6300  * made visible again.
6301  *
6302  * The current implementation only resets the essential configurations.
6303  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
6304  */
6305 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
6306 {
6307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6308
6309         mem_cgroup_resize_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6310         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6311         memcg_update_kmem_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6312         res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, ULLONG_MAX);
6313 }
6314
6315 #ifdef CONFIG_MMU
6316 /* Handlers for move charge at task migration. */
6317 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6318 {
6319         int ret;
6320
6321         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
6322         ret = mem_cgroup_try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
6323         if (!ret) {
6324                 mc.precharge += count;
6325                 return ret;
6326         }
6327         if (ret == -EINTR) {
6328                 __mem_cgroup_cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
6329                 return ret;
6330         }
6331
6332         /* Try charges one by one with reclaim */
6333         while (count--) {
6334                 ret = mem_cgroup_try_charge(mc.to,
6335                                             GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
6336                 /*
6337                  * In case of failure, any residual charges against
6338                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
6339                  * later on.  However, cancel any charges that are
6340                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
6341                  */
6342                 if (ret == -EINTR)
6343                         __mem_cgroup_cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
6344                 if (ret)
6345                         return ret;
6346                 mc.precharge++;
6347                 cond_resched();
6348         }
6349         return 0;
6350 }
6351
6352 /**
6353  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6354  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6355  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6356  * @ptent: the pte to be checked
6357  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6358  *
6359  * Returns
6360  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6361  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6362  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6363  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6364  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6365  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6366  *     in target->ent.
6367  *
6368  * Called with pte lock held.
6369  */
6370 union mc_target {
6371         struct page     *page;
6372         swp_entry_t     ent;
6373 };
6374
6375 enum mc_target_type {
6376         MC_TARGET_NONE = 0,
6377         MC_TARGET_PAGE,
6378         MC_TARGET_SWAP,
6379 };
6380
6381 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6382                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6383 {
6384         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6385
6386         if (!page || !page_mapped(page))
6387                 return NULL;
6388         if (PageAnon(page)) {
6389                 /* we don't move shared anon */
6390                 if (!move_anon())
6391                         return NULL;
6392         } else if (!move_file())
6393                 /* we ignore mapcount for file pages */
6394                 return NULL;
6395         if (!get_page_unless_zero(page))
6396                 return NULL;
6397
6398         return page;
6399 }
6400
6401 #ifdef CONFIG_SWAP
6402 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6403                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6404 {
6405         struct page *page = NULL;
6406         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6407
6408         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6409                 return NULL;
6410         /*
6411          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6412          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6413          */
6414         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6415         if (do_swap_account)
6416                 entry->val = ent.val;
6417
6418         return page;
6419 }
6420 #else
6421 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6422                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6423 {
6424         return NULL;
6425 }
6426 #endif
6427
6428 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6429                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6430 {
6431         struct page *page = NULL;
6432         struct address_space *mapping;
6433         pgoff_t pgoff;
6434
6435         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6436                 return NULL;
6437         if (!move_file())
6438                 return NULL;
6439
6440         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6441         if (pte_none(ptent))
6442                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6443         else /* pte_file(ptent) is true */
6444                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6445
6446         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6447 #ifdef CONFIG_SWAP
6448         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6449         if (shmem_mapping(mapping)) {
6450                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6451                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6452                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6453                         if (do_swap_account)
6454                                 *entry = swp;
6455                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6456                 }
6457         } else
6458                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6459 #else
6460         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6461 #endif
6462         return page;
6463 }
6464
6465 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6466                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6467 {
6468         struct page *page = NULL;
6469         struct page_cgroup *pc;
6470         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6471         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6472
6473         if (pte_present(ptent))
6474                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6475         else if (is_swap_pte(ptent))
6476                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6477         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6478                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6479
6480         if (!page && !ent.val)
6481                 return ret;
6482         if (page) {
6483                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6484                 /*
6485                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6486                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6487                  * the lock.
6488                  */
6489                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6490                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6491                         if (target)
6492                                 target->page = page;
6493                 }
6494                 if (!ret || !target)
6495                         put_page(page);
6496         }
6497         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6498         if (ent.val && !ret &&
6499             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6500                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6501                 if (target)
6502                         target->ent = ent;
6503         }
6504         return ret;
6505 }
6506
6507 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6508 /*
6509  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6510  * support them for now.
6511  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6512  */
6513 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6514                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6515 {
6516         struct page *page = NULL;
6517         struct page_cgroup *pc;
6518         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6519
6520         page = pmd_page(pmd);
6521         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6522         if (!move_anon())
6523                 return ret;
6524         pc = lookup_page_cgroup(page);
6525         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6526                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6527                 if (target) {
6528                         get_page(page);
6529                         target->page = page;
6530                 }
6531         }
6532         return ret;
6533 }
6534 #else
6535 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6536                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6537 {
6538         return MC_TARGET_NONE;
6539 }
6540 #endif
6541
6542 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6543                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6544                                         struct mm_walk *walk)
6545 {
6546         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6547         pte_t *pte;
6548         spinlock_t *ptl;
6549
6550         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6551                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6552                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6553                 spin_unlock(ptl);
6554                 return 0;
6555         }
6556
6557         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6558                 return 0;
6559         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6560         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6561                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6562                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6563         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6564         cond_resched();
6565
6566         return 0;
6567 }
6568
6569 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6570 {
6571         unsigned long precharge;
6572         struct vm_area_struct *vma;
6573
6574         down_read(&mm->mmap_sem);
6575         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6576                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6577                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6578                         .mm = mm,
6579                         .private = vma,
6580                 };
6581                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6582                         continue;
6583                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6584                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6585         }
6586         up_read(&mm->mmap_sem);
6587
6588         precharge = mc.precharge;
6589         mc.precharge = 0;
6590
6591         return precharge;
6592 }
6593
6594 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6595 {
6596         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6597
6598         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6599         mc.moving_task = current;
6600         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6601 }
6602
6603 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6604 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6605 {
6606         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6607         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6608         int i;
6609
6610         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6611         if (mc.precharge) {
6612                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6613                 mc.precharge = 0;
6614         }
6615         /*
6616          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6617          * we must uncharge here.
6618          */
6619         if (mc.moved_charge) {
6620                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6621                 mc.moved_charge = 0;
6622         }
6623         /* we must fixup refcnts and charges */
6624         if (mc.moved_swap) {
6625                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6626                 res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6627                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6628
6629                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6630                         css_put(&mc.from->css);
6631
6632                 /*
6633                  * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6634                  * uncharge to->res.
6635                  */
6636                 res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6637                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6638                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6639                 mc.moved_swap = 0;
6640         }
6641         memcg_oom_recover(from);
6642         memcg_oom_recover(to);
6643         wake_up_all(&mc.waitq);
6644 }
6645
6646 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6647 {
6648         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6649
6650         /*
6651          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6652          * task migration.
6653          */
6654         mc.moving_task = NULL;
6655         __mem_cgroup_clear_mc();
6656         spin_lock(&mc.lock);
6657         mc.from = NULL;
6658         mc.to = NULL;
6659         spin_unlock(&mc.lock);
6660         mem_cgroup_end_move(from);
6661 }
6662
6663 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6664                                  struct cgroup_taskset *tset)
6665 {
6666         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6667         int ret = 0;
6668         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6669         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6670
6671         /*
6672          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6673          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6674          * So we need to save it, and keep it going.
6675          */
6676         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6677         if (move_charge_at_immigrate) {
6678                 struct mm_struct *mm;
6679                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6680
6681                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6682
6683                 mm = get_task_mm(p);
6684                 if (!mm)
6685                         return 0;
6686                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6687                 if (mm->owner == p) {
6688                         VM_BUG_ON(mc.from);
6689                         VM_BUG_ON(mc.to);
6690                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6691                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6692                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6693                         mem_cgroup_start_move(from);
6694                         spin_lock(&mc.lock);
6695                         mc.from = from;
6696                         mc.to = memcg;
6697                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6698                         spin_unlock(&mc.lock);
6699                         /* We set mc.moving_task later */
6700
6701                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6702                         if (ret)
6703                                 mem_cgroup_clear_mc();
6704                 }
6705                 mmput(mm);
6706         }
6707         return ret;
6708 }
6709
6710 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6711                                      struct cgroup_taskset *tset)
6712 {
6713         mem_cgroup_clear_mc();
6714 }
6715
6716 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6717                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6718                                 struct mm_walk *walk)
6719 {
6720         int ret = 0;
6721         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6722         pte_t *pte;
6723         spinlock_t *ptl;
6724         enum mc_target_type target_type;
6725         union mc_target target;
6726         struct page *page;
6727         struct page_cgroup *pc;
6728
6729         /*
6730          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6731          * happens because:
6732          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6733          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6734          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6735          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6736          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6737          *    part of thp split is not executed yet.
6738          */
6739         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6740                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6741                         spin_unlock(ptl);
6742                         return 0;
6743                 }
6744                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6745                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6746                         page = target.page;
6747                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6748                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6749                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6750                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6751                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6752                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6753                                 }
6754                                 putback_lru_page(page);
6755                         }
6756                         put_page(page);
6757                 }
6758                 spin_unlock(ptl);
6759                 return 0;
6760         }
6761
6762         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6763                 return 0;
6764 retry:
6765         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6766         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6767                 pte_t ptent = *(pte++);
6768                 swp_entry_t ent;
6769
6770                 if (!mc.precharge)
6771                         break;
6772
6773                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6774                 case MC_TARGET_PAGE:
6775                         page = target.page;
6776                         if (isolate_lru_page(page))
6777                                 goto put;
6778                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6779                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6780                                                      mc.from, mc.to)) {
6781                                 mc.precharge--;
6782                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6783                                 mc.moved_charge++;
6784                         }
6785                         putback_lru_page(page);
6786 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6787                         put_page(page);
6788                         break;
6789                 case MC_TARGET_SWAP:
6790                         ent = target.ent;
6791                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6792                                 mc.precharge--;
6793                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6794                                 mc.moved_swap++;
6795                         }
6796                         break;
6797                 default:
6798                         break;
6799                 }
6800         }
6801         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6802         cond_resched();
6803
6804         if (addr != end) {
6805                 /*
6806                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6807                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6808                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6809                  * phase.
6810                  */
6811                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6812                 if (!ret)
6813                         goto retry;
6814         }
6815
6816         return ret;
6817 }
6818
6819 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6820 {
6821         struct vm_area_struct *vma;
6822
6823         lru_add_drain_all();
6824 retry:
6825         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6826                 /*
6827                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6828                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6829                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6830                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6831                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6832                  */
6833                 __mem_cgroup_clear_mc();
6834                 cond_resched();
6835                 goto retry;
6836         }
6837         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6838                 int ret;
6839                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6840                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6841                         .mm = mm,
6842                         .private = vma,
6843                 };
6844                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6845                         continue;
6846                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6847                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6848                 if (ret)
6849                         /*
6850                          * means we have consumed all precharges and failed in
6851                          * doing additional charge. Just abandon here.
6852                          */
6853                         break;
6854         }
6855         up_read(&mm->mmap_sem);
6856 }
6857
6858 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6859                                  struct cgroup_taskset *tset)
6860 {
6861         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6862         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6863
6864         if (mm) {
6865                 if (mc.to)
6866                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6867                 mmput(mm);
6868         }
6869         if (mc.to)
6870                 mem_cgroup_clear_mc();
6871 }
6872 #else   /* !CONFIG_MMU */
6873 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6874                                  struct cgroup_taskset *tset)
6875 {
6876         return 0;
6877 }
6878 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6879                                      struct cgroup_taskset *tset)
6880 {
6881 }
6882 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6883                                  struct cgroup_taskset *tset)
6884 {
6885 }
6886 #endif
6887
6888 /*
6889  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6890  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6891  * attempt.
6892  */
6893 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6894 {
6895         /*
6896          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6897          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6898          * on for the root memcg is enough.
6899          */
6900         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6901                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6902 }
6903
6904 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6905         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6906         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6907         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6908         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6909         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6910         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6911         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6912         .attach = mem_cgroup_move_task,
6913         .bind = mem_cgroup_bind,
6914         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6915         .early_init = 0,
6916 };
6917
6918 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6919 static int __init enable_swap_account(char *s)
6920 {
6921         if (!strcmp(s, "1"))
6922                 really_do_swap_account = 1;
6923         else if (!strcmp(s, "0"))
6924                 really_do_swap_account = 0;
6925         return 1;
6926 }
6927 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6928
6929 static void __init memsw_file_init(void)
6930 {
6931         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6932                                           memsw_cgroup_files));
6933 }
6934
6935 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6936 {
6937         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6938                 do_swap_account = 1;
6939                 memsw_file_init();
6940         }
6941 }
6942
6943 #else
6944 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6945 {
6946 }
6947 #endif
6948
6949 /*
6950  * subsys_initcall() for memory controller.
6951  *
6952  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6953  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6954  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6955  * be initialized from here.
6956  */
6957 static int __init mem_cgroup_init(void)
6958 {
6959         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6960         enable_swap_cgroup();
6961         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6962         memcg_stock_init();
6963         return 0;
6964 }
6965 subsys_initcall(mem_cgroup_init);