Merge branch 'akpm' (patches from Andrew Morton)
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include "internal.h"
59 #include <net/sock.h>
60 #include <net/ip.h>
61 #include <net/tcp_memcontrol.h>
62 #include "slab.h"
63
64 #include <asm/uaccess.h>
65
66 #include <trace/events/vmscan.h>
67
68 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
69 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
70
71 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
72 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
73
74 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
75 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
76 int do_swap_account __read_mostly;
77
78 /* for remember boot option*/
79 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
80 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
81 #else
82 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
83 #endif
84
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 enum mem_cgroup_events_index {
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
108         "pgpgin",
109         "pgpgout",
110         "pgfault",
111         "pgmajfault",
112 };
113
114 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
115         "inactive_anon",
116         "active_anon",
117         "inactive_file",
118         "active_file",
119         "unevictable",
120 };
121
122 /*
123  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
124  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
125  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
126  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
127  */
128 enum mem_cgroup_events_target {
129         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
130         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
131         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
132         MEM_CGROUP_NTARGETS,
133 };
134 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
135 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
136 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
137
138 struct mem_cgroup_stat_cpu {
139         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
140         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
141         unsigned long nr_page_events;
142         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
143 };
144
145 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
146         /*
147          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
148          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
149          */
150         struct mem_cgroup *last_visited;
151         unsigned long last_dead_count;
152
153         /* scan generation, increased every round-trip */
154         unsigned int generation;
155 };
156
157 /*
158  * per-zone information in memory controller.
159  */
160 struct mem_cgroup_per_zone {
161         struct lruvec           lruvec;
162         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
163
164         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
165
166         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
167         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
168                                                 /* the soft limit is exceeded*/
169         bool                    on_tree;
170         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
171                                                 /* use container_of        */
172 };
173
174 struct mem_cgroup_per_node {
175         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         /* vmpressure notifications */
252         struct vmpressure vmpressure;
253
254         /*
255          * the counter to account for mem+swap usage.
256          */
257         struct res_counter memsw;
258
259         /*
260          * the counter to account for kernel memory usage.
261          */
262         struct res_counter kmem;
263         /*
264          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
265          */
266         bool use_hierarchy;
267         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271         atomic_t        oom_wakeups;
272
273         int     swappiness;
274         /* OOM-Killer disable */
275         int             oom_kill_disable;
276
277         /* set when res.limit == memsw.limit */
278         bool            memsw_is_minimum;
279
280         /* protect arrays of thresholds */
281         struct mutex thresholds_lock;
282
283         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
284         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
285
286         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
288
289         /* For oom notifier event fd */
290         struct list_head oom_notify;
291
292         /*
293          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
294          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
295          */
296         unsigned long move_charge_at_immigrate;
297         /*
298          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
299          */
300         atomic_t        moving_account;
301         /* taken only while moving_account > 0 */
302         spinlock_t      move_lock;
303         /*
304          * percpu counter.
305          */
306         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
307         /*
308          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
309          * See mem_cgroup_read_stat().
310          */
311         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
312         spinlock_t pcp_counter_lock;
313
314         atomic_t        dead_count;
315 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
316         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
317 #endif
318 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
319         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
320         struct list_head memcg_slab_caches;
321         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
322         struct mutex slab_caches_mutex;
323         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
324         int kmemcg_id;
325 #endif
326
327         int last_scanned_node;
328 #if MAX_NUMNODES > 1
329         nodemask_t      scan_nodes;
330         atomic_t        numainfo_events;
331         atomic_t        numainfo_updating;
332 #endif
333
334         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
335         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
336 };
337
338 static size_t memcg_size(void)
339 {
340         return sizeof(struct mem_cgroup) +
341                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
342 }
343
344 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
345 enum {
346         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
347         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
348         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
349 };
350
351 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
352 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
353                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
354
355 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
356 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
359 }
360
361 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
364 }
365
366 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
369 }
370
371 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
372 {
373         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
374 }
375
376 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         /*
379          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
380          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
381          */
382         smp_wmb();
383         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
384                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
390                                   &memcg->kmem_account_flags);
391 }
392 #endif
393
394 /* Stuffs for move charges at task migration. */
395 /*
396  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
397  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
398  */
399 enum move_type {
400         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
401         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
402         NR_MOVE_TYPE,
403 };
404
405 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
406 static struct move_charge_struct {
407         spinlock_t        lock; /* for from, to */
408         struct mem_cgroup *from;
409         struct mem_cgroup *to;
410         unsigned long immigrate_flags;
411         unsigned long precharge;
412         unsigned long moved_charge;
413         unsigned long moved_swap;
414         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
415         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
416 } mc = {
417         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
418         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
419 };
420
421 static bool move_anon(void)
422 {
423         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
424 }
425
426 static bool move_file(void)
427 {
428         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
429 }
430
431 /*
432  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
433  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
434  */
435 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
436 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
437
438 enum charge_type {
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
441         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
442         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
443         NR_CHARGE_TYPE,
444 };
445
446 /* for encoding cft->private value on file */
447 enum res_type {
448         _MEM,
449         _MEMSWAP,
450         _OOM_TYPE,
451         _KMEM,
452 };
453
454 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
455 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
456 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
457 /* Used for OOM nofiier */
458 #define OOM_CONTROL             (0)
459
460 /*
461  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
462  */
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
465 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
466 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
467
468 /*
469  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
470  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
471  * appearing has to hold it as well.
472  */
473 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
474
475 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
476 {
477         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
478 }
479
480 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
481 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         if (!memcg)
484                 memcg = root_mem_cgroup;
485         return &memcg->vmpressure;
486 }
487
488 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
489 {
490         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
491 }
492
493 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
494 {
495         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
496 }
497
498 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
499 {
500         return (memcg == root_mem_cgroup);
501 }
502
503 /*
504  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
505  * an unsigned short.
506  */
507 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
508
509 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
510 {
511         /*
512          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
513          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
514          */
515         return memcg->css.cgroup->id + 1;
516 }
517
518 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
519 {
520         struct cgroup_subsys_state *css;
521
522         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
523         return mem_cgroup_from_css(css);
524 }
525
526 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
527 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
528
529 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
530 {
531         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
532                 struct mem_cgroup *memcg;
533                 struct cg_proto *cg_proto;
534
535                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
536
537                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
538                  * filled. It won't however, necessarily happen from
539                  * process context. So the test for root memcg given
540                  * the current task's memcg won't help us in this case.
541                  *
542                  * Respecting the original socket's memcg is a better
543                  * decision in this case.
544                  */
545                 if (sk->sk_cgrp) {
546                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
547                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
548                         return;
549                 }
550
551                 rcu_read_lock();
552                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
553                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
554                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
555                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
556                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
557                 }
558                 rcu_read_unlock();
559         }
560 }
561 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
562
563 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
564 {
565         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
566                 struct mem_cgroup *memcg;
567                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
568                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
569                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
570         }
571 }
572
573 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
574 {
575         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
576                 return NULL;
577
578         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
581
582 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
583 {
584         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
585                 return;
586         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
587 }
588 #else
589 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
590 {
591 }
592 #endif
593
594 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
595 /*
596  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
597  * The main reason for not using cgroup id for this:
598  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
599  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
600  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
601  *  200 entry array for that.
602  *
603  * The current size of the caches array is stored in
604  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
605  * increase it.
606  */
607 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
608 int memcg_limited_groups_array_size;
609
610 /*
611  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
612  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
613  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
614  * tunable, but that is strictly not necessary.
615  *
616  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
617  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
618  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
619  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
620  * increase ours as well if it increases.
621  */
622 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
623 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
624
625 /*
626  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
627  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
628  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
629  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
630  */
631 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
632 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
633
634 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
635 {
636         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
637                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
638                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
639         }
640         /*
641          * This check can't live in kmem destruction function,
642          * since the charges will outlive the cgroup
643          */
644         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
645 }
646 #else
647 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
648 {
649 }
650 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
651
652 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         disarm_sock_keys(memcg);
655         disarm_kmem_keys(memcg);
656 }
657
658 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
659
660 static struct mem_cgroup_per_zone *
661 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
662 {
663         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
664         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
665 }
666
667 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         return &memcg->css;
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_per_zone *
673 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
674 {
675         int nid = page_to_nid(page);
676         int zid = page_zonenum(page);
677
678         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
679 }
680
681 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
682 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
683 {
684         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
685 }
686
687 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
688 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
689 {
690         int nid = page_to_nid(page);
691         int zid = page_zonenum(page);
692
693         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
694 }
695
696 static void
697 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
698                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
699                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
700                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
701 {
702         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
703         struct rb_node *parent = NULL;
704         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
705
706         if (mz->on_tree)
707                 return;
708
709         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
710         if (!mz->usage_in_excess)
711                 return;
712         while (*p) {
713                 parent = *p;
714                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
715                                         tree_node);
716                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
717                         p = &(*p)->rb_left;
718                 /*
719                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
720                  * limit by the same amount
721                  */
722                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
723                         p = &(*p)->rb_right;
724         }
725         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
726         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
727         mz->on_tree = true;
728 }
729
730 static void
731 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
732                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
733                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
734 {
735         if (!mz->on_tree)
736                 return;
737         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
738         mz->on_tree = false;
739 }
740
741 static void
742 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
743                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
744                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
745 {
746         spin_lock(&mctz->lock);
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
748         spin_unlock(&mctz->lock);
749 }
750
751
752 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
753 {
754         unsigned long long excess;
755         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
756         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
757         int nid = page_to_nid(page);
758         int zid = page_zonenum(page);
759         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
760
761         /*
762          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
763          * because their event counter is not touched.
764          */
765         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
766                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
767                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
768                 /*
769                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
770                  * mem is over its softlimit.
771                  */
772                 if (excess || mz->on_tree) {
773                         spin_lock(&mctz->lock);
774                         /* if on-tree, remove it */
775                         if (mz->on_tree)
776                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
777                         /*
778                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
779                          * If excess is 0, no tree ops.
780                          */
781                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
782                         spin_unlock(&mctz->lock);
783                 }
784         }
785 }
786
787 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
788 {
789         int node, zone;
790         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
791         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
792
793         for_each_node(node) {
794                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
795                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
796                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
797                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
798                 }
799         }
800 }
801
802 static struct mem_cgroup_per_zone *
803 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
804 {
805         struct rb_node *rightmost = NULL;
806         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
807
808 retry:
809         mz = NULL;
810         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
811         if (!rightmost)
812                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
813
814         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
815         /*
816          * Remove the node now but someone else can add it back,
817          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
818          * position in the tree.
819          */
820         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
821         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
822                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
823                 goto retry;
824 done:
825         return mz;
826 }
827
828 static struct mem_cgroup_per_zone *
829 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
830 {
831         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
832
833         spin_lock(&mctz->lock);
834         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
835         spin_unlock(&mctz->lock);
836         return mz;
837 }
838
839 /*
840  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
841  *
842  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
843  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
844  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
845  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
846  *
847  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
848  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
849  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
850  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
851  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
852  *
853  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
854  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
855  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
856  * implemented.
857  */
858 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
859                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
860 {
861         long val = 0;
862         int cpu;
863
864         get_online_cpus();
865         for_each_online_cpu(cpu)
866                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
867 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
868         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
869         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
870         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
871 #endif
872         put_online_cpus();
873         return val;
874 }
875
876 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
877                                          bool charge)
878 {
879         int val = (charge) ? 1 : -1;
880         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
881 }
882
883 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
884                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
885 {
886         unsigned long val = 0;
887         int cpu;
888
889         get_online_cpus();
890         for_each_online_cpu(cpu)
891                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
892 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
893         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
894         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
895         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
896 #endif
897         put_online_cpus();
898         return val;
899 }
900
901 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
902                                          struct page *page,
903                                          bool anon, int nr_pages)
904 {
905         preempt_disable();
906
907         /*
908          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
909          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
910          */
911         if (anon)
912                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
913                                 nr_pages);
914         else
915                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
916                                 nr_pages);
917
918         if (PageTransHuge(page))
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
920                                 nr_pages);
921
922         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
923         if (nr_pages > 0)
924                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
925         else {
926                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
927                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
928         }
929
930         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
931
932         preempt_enable();
933 }
934
935 unsigned long
936 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939
940         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
941         return mz->lru_size[lru];
942 }
943
944 static unsigned long
945 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
946                         unsigned int lru_mask)
947 {
948         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
949         enum lru_list lru;
950         unsigned long ret = 0;
951
952         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
953
954         for_each_lru(lru) {
955                 if (BIT(lru) & lru_mask)
956                         ret += mz->lru_size[lru];
957         }
958         return ret;
959 }
960
961 static unsigned long
962 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
963                         int nid, unsigned int lru_mask)
964 {
965         u64 total = 0;
966         int zid;
967
968         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
969                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
970                                                 nid, zid, lru_mask);
971
972         return total;
973 }
974
975 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
976                         unsigned int lru_mask)
977 {
978         int nid;
979         u64 total = 0;
980
981         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
982                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
983         return total;
984 }
985
986 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
987                                        enum mem_cgroup_events_target target)
988 {
989         unsigned long val, next;
990
991         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
992         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
993         /* from time_after() in jiffies.h */
994         if ((long)next - (long)val < 0) {
995                 switch (target) {
996                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
997                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
998                         break;
999                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1000                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1001                         break;
1002                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1003                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1004                         break;
1005                 default:
1006                         break;
1007                 }
1008                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1009                 return true;
1010         }
1011         return false;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Check events in order.
1016  *
1017  */
1018 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1019 {
1020         preempt_disable();
1021         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1022         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1023                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1024                 bool do_softlimit;
1025                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1026
1027                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1028                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1029 #if MAX_NUMNODES > 1
1030                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1031                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1032 #endif
1033                 preempt_enable();
1034
1035                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1036                 if (unlikely(do_softlimit))
1037                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1038 #if MAX_NUMNODES > 1
1039                 if (unlikely(do_numainfo))
1040                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1041 #endif
1042         } else
1043                 preempt_enable();
1044 }
1045
1046 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1047 {
1048         /*
1049          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1050          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1051          * So this can be called with p == NULL.
1052          */
1053         if (unlikely(!p))
1054                 return NULL;
1055
1056         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1057 }
1058
1059 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1060 {
1061         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1062
1063         if (!mm)
1064                 return NULL;
1065         /*
1066          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1067          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1068          * pessimistic (rather than adding locks here).
1069          */
1070         rcu_read_lock();
1071         do {
1072                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1073                 if (unlikely(!memcg))
1074                         break;
1075         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1076         rcu_read_unlock();
1077         return memcg;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1082  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1083  *
1084  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1085  */
1086 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1087                 struct mem_cgroup *last_visited)
1088 {
1089         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1090
1091         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1092 skip_node:
1093         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1094
1095         /*
1096          * Even if we found a group we have to make sure it is
1097          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1098          * skipped and we should continue the tree walk.
1099          * last_visited css is safe to use because it is
1100          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1101          */
1102         if (next_css) {
1103                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1104
1105                 if (css_tryget(&mem->css))
1106                         return mem;
1107                 else {
1108                         prev_css = next_css;
1109                         goto skip_node;
1110                 }
1111         }
1112
1113         return NULL;
1114 }
1115
1116 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1117 {
1118         /*
1119          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1120          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1121          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1122          */
1123         atomic_inc(&root->dead_count);
1124 }
1125
1126 static struct mem_cgroup *
1127 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1128                      struct mem_cgroup *root,
1129                      int *sequence)
1130 {
1131         struct mem_cgroup *position = NULL;
1132         /*
1133          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1134          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1135          *
1136          * If the iterator is valid, we may still race with an
1137          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1138          * released, tryget will fail if we lost the race.
1139          */
1140         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1141         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1142                 smp_rmb();
1143                 position = iter->last_visited;
1144                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1145                         position = NULL;
1146         }
1147         return position;
1148 }
1149
1150 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1151                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1152                                    struct mem_cgroup *new_position,
1153                                    int sequence)
1154 {
1155         if (last_visited)
1156                 css_put(&last_visited->css);
1157         /*
1158          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1159          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1160          * don't lose destruction events in between.  We could have
1161          * raced with the destruction of @new_position after all.
1162          */
1163         iter->last_visited = new_position;
1164         smp_wmb();
1165         iter->last_dead_count = sequence;
1166 }
1167
1168 /**
1169  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1170  * @root: hierarchy root
1171  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1172  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1173  *
1174  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1175  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1176  *
1177  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1178  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1179  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1180  *
1181  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1182  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1183  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1184  */
1185 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1186                                    struct mem_cgroup *prev,
1187                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1188 {
1189         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1190         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1191
1192         if (mem_cgroup_disabled())
1193                 return NULL;
1194
1195         if (!root)
1196                 root = root_mem_cgroup;
1197
1198         if (prev && !reclaim)
1199                 last_visited = prev;
1200
1201         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1202                 if (prev)
1203                         goto out_css_put;
1204                 return root;
1205         }
1206
1207         rcu_read_lock();
1208         while (!memcg) {
1209                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1210                 int uninitialized_var(seq);
1211
1212                 if (reclaim) {
1213                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1214                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1215                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1216
1217                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1218                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1219                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1220                                 iter->last_visited = NULL;
1221                                 goto out_unlock;
1222                         }
1223
1224                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1225                 }
1226
1227                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1228
1229                 if (reclaim) {
1230                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1231
1232                         if (!memcg)
1233                                 iter->generation++;
1234                         else if (!prev && memcg)
1235                                 reclaim->generation = iter->generation;
1236                 }
1237
1238                 if (prev && !memcg)
1239                         goto out_unlock;
1240         }
1241 out_unlock:
1242         rcu_read_unlock();
1243 out_css_put:
1244         if (prev && prev != root)
1245                 css_put(&prev->css);
1246
1247         return memcg;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1252  * @root: hierarchy root
1253  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1254  */
1255 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1256                            struct mem_cgroup *prev)
1257 {
1258         if (!root)
1259                 root = root_mem_cgroup;
1260         if (prev && prev != root)
1261                 css_put(&prev->css);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1266  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1267  * be used for reference counting.
1268  */
1269 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1270         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1271              iter != NULL;                              \
1272              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1273
1274 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1275         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1276              iter != NULL;                              \
1277              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1278
1279 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1280 {
1281         struct mem_cgroup *memcg;
1282
1283         rcu_read_lock();
1284         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1285         if (unlikely(!memcg))
1286                 goto out;
1287
1288         switch (idx) {
1289         case PGFAULT:
1290                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1291                 break;
1292         case PGMAJFAULT:
1293                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1294                 break;
1295         default:
1296                 BUG();
1297         }
1298 out:
1299         rcu_read_unlock();
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1302
1303 /**
1304  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1305  * @zone: zone of the wanted lruvec
1306  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1307  *
1308  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1309  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1310  * is disabled.
1311  */
1312 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1313                                       struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1316         struct lruvec *lruvec;
1317
1318         if (mem_cgroup_disabled()) {
1319                 lruvec = &zone->lruvec;
1320                 goto out;
1321         }
1322
1323         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1324         lruvec = &mz->lruvec;
1325 out:
1326         /*
1327          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1328          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1329          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1330          */
1331         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1332                 lruvec->zone = zone;
1333         return lruvec;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1338  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1339  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1340  *
1341  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1342  * 1. charge
1343  * 2. moving account
1344  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1345  * It is added to LRU before charge.
1346  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1347  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1348  */
1349
1350 /**
1351  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1352  * @page: the page
1353  * @zone: zone of the page
1354  */
1355 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1356 {
1357         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1358         struct mem_cgroup *memcg;
1359         struct page_cgroup *pc;
1360         struct lruvec *lruvec;
1361
1362         if (mem_cgroup_disabled()) {
1363                 lruvec = &zone->lruvec;
1364                 goto out;
1365         }
1366
1367         pc = lookup_page_cgroup(page);
1368         memcg = pc->mem_cgroup;
1369
1370         /*
1371          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1372          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1373          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1374          *
1375          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1376          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1377          * of pc->mem_cgroup safe.
1378          */
1379         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1380                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1381
1382         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1383         lruvec = &mz->lruvec;
1384 out:
1385         /*
1386          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1387          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1388          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1389          */
1390         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1391                 lruvec->zone = zone;
1392         return lruvec;
1393 }
1394
1395 /**
1396  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1397  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1398  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1399  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1400  *
1401  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1402  * lru list.
1403  */
1404 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1405                                 int nr_pages)
1406 {
1407         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1408         unsigned long *lru_size;
1409
1410         if (mem_cgroup_disabled())
1411                 return;
1412
1413         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1414         lru_size = mz->lru_size + lru;
1415         *lru_size += nr_pages;
1416         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1421  * hierarchy subtree
1422  */
1423 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1424                                   struct mem_cgroup *memcg)
1425 {
1426         if (root_memcg == memcg)
1427                 return true;
1428         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1429                 return false;
1430         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1431 }
1432
1433 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1434                                        struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         bool ret;
1437
1438         rcu_read_lock();
1439         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1440         rcu_read_unlock();
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1445                         const struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1448         struct task_struct *p;
1449         bool ret;
1450
1451         p = find_lock_task_mm(task);
1452         if (p) {
1453                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1454                 task_unlock(p);
1455         } else {
1456                 /*
1457                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1458                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1459                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1460                  */
1461                 rcu_read_lock();
1462                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1463                 if (curr)
1464                         css_get(&curr->css);
1465                 rcu_read_unlock();
1466         }
1467         if (!curr)
1468                 return false;
1469         /*
1470          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1471          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1472          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1473          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1474          */
1475         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1476         css_put(&curr->css);
1477         return ret;
1478 }
1479
1480 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1481 {
1482         unsigned long inactive_ratio;
1483         unsigned long inactive;
1484         unsigned long active;
1485         unsigned long gb;
1486
1487         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1488         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1489
1490         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1491         if (gb)
1492                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1493         else
1494                 inactive_ratio = 1;
1495
1496         return inactive * inactive_ratio < active;
1497 }
1498
1499 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1500         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1501
1502 /**
1503  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1504  * @memcg: the memory cgroup
1505  *
1506  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1507  * pages.
1508  */
1509 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         unsigned long long margin;
1512
1513         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1514         if (do_swap_account)
1515                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1516         return margin >> PAGE_SHIFT;
1517 }
1518
1519 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1520 {
1521         /* root ? */
1522         if (!css_parent(&memcg->css))
1523                 return vm_swappiness;
1524
1525         return memcg->swappiness;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1530  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1531  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1532  * rcu_read_lock(), like this:
1533  *
1534  *         CPU-A                                    CPU-B
1535  *                                              rcu_read_lock()
1536  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1537  *                                                   take heavy locks.
1538  *         synchronize_rcu()                    update something.
1539  *                                              rcu_read_unlock()
1540  *         start move here.
1541  */
1542
1543 /* for quick checking without looking up memcg */
1544 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1545
1546 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         atomic_inc(&memcg_moving);
1549         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1550         synchronize_rcu();
1551 }
1552
1553 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1554 {
1555         /*
1556          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1557          * We check NULL in callee rather than caller.
1558          */
1559         if (memcg) {
1560                 atomic_dec(&memcg_moving);
1561                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1562         }
1563 }
1564
1565 /*
1566  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1567  *
1568  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1569  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1570  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1571  *
1572  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1573  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1574  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1575  */
1576
1577 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1578 {
1579         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1580         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1581 }
1582
1583 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         struct mem_cgroup *from;
1586         struct mem_cgroup *to;
1587         bool ret = false;
1588         /*
1589          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1590          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1591          */
1592         spin_lock(&mc.lock);
1593         from = mc.from;
1594         to = mc.to;
1595         if (!from)
1596                 goto unlock;
1597
1598         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1599                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1600 unlock:
1601         spin_unlock(&mc.lock);
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1608                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1609                         DEFINE_WAIT(wait);
1610                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1611                         /* moving charge context might have finished. */
1612                         if (mc.moving_task)
1613                                 schedule();
1614                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1615                         return true;
1616                 }
1617         }
1618         return false;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Take this lock when
1623  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1624  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1625  * see mem_cgroup_stolen(), too.
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         struct cgroup *task_cgrp;
1651         struct cgroup *mem_cgrp;
1652         /*
1653          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1654          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1655          * If this assumption is broken, revisit this code.
1656          */
1657         static char memcg_name[PATH_MAX];
1658         int ret;
1659         struct mem_cgroup *iter;
1660         unsigned int i;
1661
1662         if (!p)
1663                 return;
1664
1665         rcu_read_lock();
1666
1667         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1668         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1669
1670         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1671         if (ret < 0) {
1672                 /*
1673                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1674                  * But we'll still print out the usage information
1675                  */
1676                 rcu_read_unlock();
1677                 goto done;
1678         }
1679         rcu_read_unlock();
1680
1681         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1682
1683         rcu_read_lock();
1684         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1685         if (ret < 0) {
1686                 rcu_read_unlock();
1687                 goto done;
1688         }
1689         rcu_read_unlock();
1690
1691         /*
1692          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1693          */
1694         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1695 done:
1696
1697         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1700                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1701         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1704                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1705         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1709
1710         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1711                 pr_info("Memory cgroup stats");
1712
1713                 rcu_read_lock();
1714                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1715                 if (!ret)
1716                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1717                 rcu_read_unlock();
1718                 pr_cont(":");
1719
1720                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1721                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1722                                 continue;
1723                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1724                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1725                 }
1726
1727                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1728                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1729                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1730
1731                 pr_cont("\n");
1732         }
1733 }
1734
1735 /*
1736  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1737  * 1(self count) if no children.
1738  */
1739 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         int num = 0;
1742         struct mem_cgroup *iter;
1743
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1745                 num++;
1746         return num;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1751  */
1752 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1753 {
1754         u64 limit;
1755
1756         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1757
1758         /*
1759          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1760          */
1761         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1762                 u64 memsw;
1763
1764                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1765                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1766
1767                 /*
1768                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1769                  * available to this memcg, return that limit.
1770                  */
1771                 limit = min(limit, memsw);
1772         }
1773
1774         return limit;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1778                                      int order)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *iter;
1781         unsigned long chosen_points = 0;
1782         unsigned long totalpages;
1783         unsigned int points = 0;
1784         struct task_struct *chosen = NULL;
1785
1786         /*
1787          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1788          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1789          * quickly exit and free its memory.
1790          */
1791         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1792                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1793                 return;
1794         }
1795
1796         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1797         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1798         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1799                 struct css_task_iter it;
1800                 struct task_struct *task;
1801
1802                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1803                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1804                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1805                                                         false)) {
1806                         case OOM_SCAN_SELECT:
1807                                 if (chosen)
1808                                         put_task_struct(chosen);
1809                                 chosen = task;
1810                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1811                                 get_task_struct(chosen);
1812                                 /* fall through */
1813                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1814                                 continue;
1815                         case OOM_SCAN_ABORT:
1816                                 css_task_iter_end(&it);
1817                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1818                                 if (chosen)
1819                                         put_task_struct(chosen);
1820                                 return;
1821                         case OOM_SCAN_OK:
1822                                 break;
1823                         };
1824                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1825                         if (points > chosen_points) {
1826                                 if (chosen)
1827                                         put_task_struct(chosen);
1828                                 chosen = task;
1829                                 chosen_points = points;
1830                                 get_task_struct(chosen);
1831                         }
1832                 }
1833                 css_task_iter_end(&it);
1834         }
1835
1836         if (!chosen)
1837                 return;
1838         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1839         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1840                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1841 }
1842
1843 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1844                                         gfp_t gfp_mask,
1845                                         unsigned long flags)
1846 {
1847         unsigned long total = 0;
1848         bool noswap = false;
1849         int loop;
1850
1851         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1852                 noswap = true;
1853         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1854                 noswap = true;
1855
1856         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1857                 if (loop)
1858                         drain_all_stock_async(memcg);
1859                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1860                 /*
1861                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1862                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1863                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1864                  */
1865                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1866                         break;
1867                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1868                         break;
1869                 /*
1870                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1871                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1872                  */
1873                 if (loop && !total)
1874                         break;
1875         }
1876         return total;
1877 }
1878
1879 /**
1880  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1881  * @memcg: the target memcg
1882  * @nid: the node ID to be checked.
1883  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1884  *
1885  * This function returns whether the specified memcg contains any
1886  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1887  * pages in the node.
1888  */
1889 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1890                 int nid, bool noswap)
1891 {
1892         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1893                 return true;
1894         if (noswap || !total_swap_pages)
1895                 return false;
1896         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1897                 return true;
1898         return false;
1899
1900 }
1901 #if MAX_NUMNODES > 1
1902
1903 /*
1904  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1905  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1906  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1907  *
1908  */
1909 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1910 {
1911         int nid;
1912         /*
1913          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1914          * pagein/pageout changes since the last update.
1915          */
1916         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1917                 return;
1918         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1919                 return;
1920
1921         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1922         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1923
1924         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1925
1926                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1927                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1928         }
1929
1930         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1931         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1936  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1937  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1938  *
1939  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1940  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1941  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1942  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1943  *
1944  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1945  */
1946 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1947 {
1948         int node;
1949
1950         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1951         node = memcg->last_scanned_node;
1952
1953         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1954         if (node == MAX_NUMNODES)
1955                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1956         /*
1957          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1958          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1959          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1960          * we use curret node.
1961          */
1962         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1963                 node = numa_node_id();
1964
1965         memcg->last_scanned_node = node;
1966         return node;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1971  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1972  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1973  * enough new information. We need to do double check.
1974  */
1975 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1976 {
1977         int nid;
1978
1979         /*
1980          * quick check...making use of scan_node.
1981          * We can skip unused nodes.
1982          */
1983         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1984                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1985                      nid < MAX_NUMNODES;
1986                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1987
1988                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1989                                 return true;
1990                 }
1991         }
1992         /*
1993          * Check rest of nodes.
1994          */
1995         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1996                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1997                         continue;
1998                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1999                         return true;
2000         }
2001         return false;
2002 }
2003
2004 #else
2005 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2006 {
2007         return 0;
2008 }
2009
2010 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2011 {
2012         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2013 }
2014 #endif
2015
2016 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2017                                    struct zone *zone,
2018                                    gfp_t gfp_mask,
2019                                    unsigned long *total_scanned)
2020 {
2021         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2022         int total = 0;
2023         int loop = 0;
2024         unsigned long excess;
2025         unsigned long nr_scanned;
2026         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2027                 .zone = zone,
2028                 .priority = 0,
2029         };
2030
2031         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2032
2033         while (1) {
2034                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2035                 if (!victim) {
2036                         loop++;
2037                         if (loop >= 2) {
2038                                 /*
2039                                  * If we have not been able to reclaim
2040                                  * anything, it might because there are
2041                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2042                                  */
2043                                 if (!total)
2044                                         break;
2045                                 /*
2046                                  * We want to do more targeted reclaim.
2047                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2048                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2049                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2050                                  */
2051                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2052                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2053                                         break;
2054                         }
2055                         continue;
2056                 }
2057                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2058                         continue;
2059                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2060                                                      zone, &nr_scanned);
2061                 *total_scanned += nr_scanned;
2062                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2063                         break;
2064         }
2065         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2066         return total;
2067 }
2068
2069 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2070 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2071         .name = "memcg_oom_lock",
2072 };
2073 #endif
2074
2075 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2076
2077 /*
2078  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2079  * If someone is running, return false.
2080  */
2081 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2082 {
2083         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2084
2085         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2086
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2088                 if (iter->oom_lock) {
2089                         /*
2090                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2091                          * so we cannot give a lock.
2092                          */
2093                         failed = iter;
2094                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2095                         break;
2096                 } else
2097                         iter->oom_lock = true;
2098         }
2099
2100         if (failed) {
2101                 /*
2102                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2103                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2104                  */
2105                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2106                         if (iter == failed) {
2107                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2108                                 break;
2109                         }
2110                         iter->oom_lock = false;
2111                 }
2112         } else
2113                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2114
2115         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2116
2117         return !failed;
2118 }
2119
2120 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2121 {
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2125         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2126         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2127                 iter->oom_lock = false;
2128         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2129 }
2130
2131 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2132 {
2133         struct mem_cgroup *iter;
2134
2135         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2136                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2137 }
2138
2139 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2140 {
2141         struct mem_cgroup *iter;
2142
2143         /*
2144          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2145          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2146          * atomic_add_unless() here.
2147          */
2148         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2149                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2150 }
2151
2152 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2153
2154 struct oom_wait_info {
2155         struct mem_cgroup *memcg;
2156         wait_queue_t    wait;
2157 };
2158
2159 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2160         unsigned mode, int sync, void *arg)
2161 {
2162         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2163         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2164         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2165
2166         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2167         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2168
2169         /*
2170          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2171          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2172          */
2173         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2174                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2175                 return 0;
2176         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2177 }
2178
2179 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2180 {
2181         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2182         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2183         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2184 }
2185
2186 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2187 {
2188         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2189                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2190 }
2191
2192 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2193 {
2194         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2195                 return;
2196         /*
2197          * We are in the middle of the charge context here, so we
2198          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2199          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2200          *
2201          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2202          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2203          * invocation might not even be necessary.
2204          *
2205          * That's why we don't do anything here except remember the
2206          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2207          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2208          * and when we know whether the fault was overall successful.
2209          */
2210         css_get(&memcg->css);
2211         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2212         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2213         current->memcg_oom.order = order;
2214 }
2215
2216 /**
2217  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2218  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2219  *
2220  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2221  * handler was enabled.
2222  *
2223  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2224  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2225  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2226  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2227  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2228  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2229  *
2230  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2231  * completed, %false otherwise.
2232  */
2233 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2234 {
2235         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2236         struct oom_wait_info owait;
2237         bool locked;
2238
2239         /* OOM is global, do not handle */
2240         if (!memcg)
2241                 return false;
2242
2243         if (!handle)
2244                 goto cleanup;
2245
2246         owait.memcg = memcg;
2247         owait.wait.flags = 0;
2248         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2249         owait.wait.private = current;
2250         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2251
2252         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2253         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2254
2255         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2256
2257         if (locked)
2258                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2259
2260         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2261                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2262                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2263                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2264                                          current->memcg_oom.order);
2265         } else {
2266                 schedule();
2267                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2268                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2269         }
2270
2271         if (locked) {
2272                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2273                 /*
2274                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2275                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2276                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2277                  */
2278                 memcg_oom_recover(memcg);
2279         }
2280 cleanup:
2281         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2282         css_put(&memcg->css);
2283         return true;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2288  * generalized to update other statistics as well.
2289  *
2290  * Notes: Race condition
2291  *
2292  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2293  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2294  * to do so _always_.
2295  *
2296  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2297  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2298  * are no race with "charge".
2299  *
2300  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2301  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2302  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2303  * by flags.
2304  *
2305  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2306  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2307  * If there is, we take a lock.
2308  */
2309
2310 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2311                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2312 {
2313         struct mem_cgroup *memcg;
2314         struct page_cgroup *pc;
2315
2316         pc = lookup_page_cgroup(page);
2317 again:
2318         memcg = pc->mem_cgroup;
2319         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2320                 return;
2321         /*
2322          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2323          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2324          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2325          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2326          */
2327         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2328                 return;
2329
2330         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2331         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2332                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2333                 goto again;
2334         }
2335         *locked = true;
2336 }
2337
2338 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2339 {
2340         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2341
2342         /*
2343          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2344          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2345          * should take move_lock_mem_cgroup().
2346          */
2347         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2348 }
2349
2350 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2351                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *memcg;
2354         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2355         unsigned long uninitialized_var(flags);
2356
2357         if (mem_cgroup_disabled())
2358                 return;
2359
2360         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2361         memcg = pc->mem_cgroup;
2362         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2363                 return;
2364
2365         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2370  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2371  */
2372 #define CHARGE_BATCH    32U
2373 struct memcg_stock_pcp {
2374         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2375         unsigned int nr_pages;
2376         struct work_struct work;
2377         unsigned long flags;
2378 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2379 };
2380 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2381 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2382
2383 /**
2384  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2385  * @memcg: memcg to consume from.
2386  * @nr_pages: how many pages to charge.
2387  *
2388  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2389  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2390  * service an allocation will refill the stock.
2391  *
2392  * returns true if successful, false otherwise.
2393  */
2394 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2395 {
2396         struct memcg_stock_pcp *stock;
2397         bool ret = true;
2398
2399         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2400                 return false;
2401
2402         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2403         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2404                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2405         else /* need to call res_counter_charge */
2406                 ret = false;
2407         put_cpu_var(memcg_stock);
2408         return ret;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2413  */
2414 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2415 {
2416         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2417
2418         if (stock->nr_pages) {
2419                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2420
2421                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2422                 if (do_swap_account)
2423                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2424                 stock->nr_pages = 0;
2425         }
2426         stock->cached = NULL;
2427 }
2428
2429 /*
2430  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2431  * a thread which is pinned to local cpu.
2432  */
2433 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2434 {
2435         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2436         drain_stock(stock);
2437         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2438 }
2439
2440 static void __init memcg_stock_init(void)
2441 {
2442         int cpu;
2443
2444         for_each_possible_cpu(cpu) {
2445                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2446                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2447                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2448         }
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2453  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2454  */
2455 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2456 {
2457         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2458
2459         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2460                 drain_stock(stock);
2461                 stock->cached = memcg;
2462         }
2463         stock->nr_pages += nr_pages;
2464         put_cpu_var(memcg_stock);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2469  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2470  * until the work is done.
2471  */
2472 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2473 {
2474         int cpu, curcpu;
2475
2476         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2477         get_online_cpus();
2478         curcpu = get_cpu();
2479         for_each_online_cpu(cpu) {
2480                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2481                 struct mem_cgroup *memcg;
2482
2483                 memcg = stock->cached;
2484                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2485                         continue;
2486                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2487                         continue;
2488                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2489                         if (cpu == curcpu)
2490                                 drain_local_stock(&stock->work);
2491                         else
2492                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2493                 }
2494         }
2495         put_cpu();
2496
2497         if (!sync)
2498                 goto out;
2499
2500         for_each_online_cpu(cpu) {
2501                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2502                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2503                         flush_work(&stock->work);
2504         }
2505 out:
2506         put_online_cpus();
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2511  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2512  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2513  * it.
2514  */
2515 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2516 {
2517         /*
2518          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2519          */
2520         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2521                 return;
2522         drain_all_stock(root_memcg, false);
2523         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2524 }
2525
2526 /* This is a synchronous drain interface. */
2527 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2528 {
2529         /* called when force_empty is called */
2530         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2531         drain_all_stock(root_memcg, true);
2532         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2533 }
2534
2535 /*
2536  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2537  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2538  */
2539 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2540 {
2541         int i;
2542
2543         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2544         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2545                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2546
2547                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2548                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2549         }
2550         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2551                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2552
2553                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2554                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2555         }
2556         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2557 }
2558
2559 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2560                                         unsigned long action,
2561                                         void *hcpu)
2562 {
2563         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2564         struct memcg_stock_pcp *stock;
2565         struct mem_cgroup *iter;
2566
2567         if (action == CPU_ONLINE)
2568                 return NOTIFY_OK;
2569
2570         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2571                 return NOTIFY_OK;
2572
2573         for_each_mem_cgroup(iter)
2574                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2575
2576         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2577         drain_stock(stock);
2578         return NOTIFY_OK;
2579 }
2580
2581
2582 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2583 enum {
2584         CHARGE_OK,              /* success */
2585         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2586         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2587         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2588 };
2589
2590 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2591                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2592                                 bool invoke_oom)
2593 {
2594         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2595         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2596         struct res_counter *fail_res;
2597         unsigned long flags = 0;
2598         int ret;
2599
2600         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2601
2602         if (likely(!ret)) {
2603                 if (!do_swap_account)
2604                         return CHARGE_OK;
2605                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2606                 if (likely(!ret))
2607                         return CHARGE_OK;
2608
2609                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2610                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2611                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2612         } else
2613                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2614         /*
2615          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2616          * single page instead.
2617          */
2618         if (nr_pages > min_pages)
2619                 return CHARGE_RETRY;
2620
2621         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2622                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2623
2624         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2625                 return CHARGE_NOMEM;
2626
2627         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2628         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2629                 return CHARGE_RETRY;
2630         /*
2631          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2632          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2633          * before killing the task.
2634          *
2635          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2636          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2637          * to regular pages anyway in case of failure.
2638          */
2639         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2640                 return CHARGE_RETRY;
2641
2642         /*
2643          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2644          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2645          */
2646         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2647                 return CHARGE_RETRY;
2648
2649         if (invoke_oom)
2650                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2651
2652         return CHARGE_NOMEM;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * __mem_cgroup_try_charge() does
2657  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2658  * 2. update res_counter
2659  * 3. call memory reclaim if necessary.
2660  *
2661  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2662  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2663  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2664  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2665  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2666  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2667  *
2668  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2669  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2670  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2671  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2672  *
2673  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2674  * the oom-killer can be invoked.
2675  */
2676 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2677                                    gfp_t gfp_mask,
2678                                    unsigned int nr_pages,
2679                                    struct mem_cgroup **ptr,
2680                                    bool oom)
2681 {
2682         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2683         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2684         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2685         int ret;
2686
2687         /*
2688          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2689          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2690          * MEMDIE process.
2691          */
2692         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2693                      || fatal_signal_pending(current)))
2694                 goto bypass;
2695
2696         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2697                 goto bypass;
2698
2699         /*
2700          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2701          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2702          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2703          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2704          */
2705         if (!*ptr && !mm)
2706                 *ptr = root_mem_cgroup;
2707 again:
2708         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2709                 memcg = *ptr;
2710                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2711                         goto done;
2712                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2713                         goto done;
2714                 css_get(&memcg->css);
2715         } else {
2716                 struct task_struct *p;
2717
2718                 rcu_read_lock();
2719                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2720                 /*
2721                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2722                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2723                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2724                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2725                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2726                  * small race, here.
2727                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2728                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2729                  */
2730                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2731                 if (!memcg)
2732                         memcg = root_mem_cgroup;
2733                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2734                         rcu_read_unlock();
2735                         goto done;
2736                 }
2737                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2738                         /*
2739                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2740                          * But considering how consume_stok works, it's not
2741                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2742                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2743                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2744                          * calling consume_stock().
2745                          */
2746                         rcu_read_unlock();
2747                         goto done;
2748                 }
2749                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2750                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2751                         rcu_read_unlock();
2752                         goto again;
2753                 }
2754                 rcu_read_unlock();
2755         }
2756
2757         do {
2758                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2759
2760                 /* If killed, bypass charge */
2761                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2762                         css_put(&memcg->css);
2763                         goto bypass;
2764                 }
2765
2766                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2767                                            nr_pages, invoke_oom);
2768                 switch (ret) {
2769                 case CHARGE_OK:
2770                         break;
2771                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2772                         batch = nr_pages;
2773                         css_put(&memcg->css);
2774                         memcg = NULL;
2775                         goto again;
2776                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2777                         css_put(&memcg->css);
2778                         goto nomem;
2779                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2780                         if (!oom || invoke_oom) {
2781                                 css_put(&memcg->css);
2782                                 goto nomem;
2783                         }
2784                         nr_oom_retries--;
2785                         break;
2786                 }
2787         } while (ret != CHARGE_OK);
2788
2789         if (batch > nr_pages)
2790                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2791         css_put(&memcg->css);
2792 done:
2793         *ptr = memcg;
2794         return 0;
2795 nomem:
2796         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2797                 *ptr = NULL;
2798                 return -ENOMEM;
2799         }
2800 bypass:
2801         *ptr = root_mem_cgroup;
2802         return -EINTR;
2803 }
2804
2805 /*
2806  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2807  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2808  * gotten by try_charge().
2809  */
2810 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2811                                        unsigned int nr_pages)
2812 {
2813         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2814                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2815
2816                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2817                 if (do_swap_account)
2818                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2819         }
2820 }
2821
2822 /*
2823  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2824  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2825  */
2826 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2827                                         unsigned int nr_pages)
2828 {
2829         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2830
2831         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2832                 return;
2833
2834         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2835         if (do_swap_account)
2836                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2837                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2842  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2843  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2844  * called against removed memcg.)
2845  */
2846 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2847 {
2848         /* ID 0 is unused ID */
2849         if (!id)
2850                 return NULL;
2851         return mem_cgroup_from_id(id);
2852 }
2853
2854 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2855 {
2856         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2857         struct page_cgroup *pc;
2858         unsigned short id;
2859         swp_entry_t ent;
2860
2861         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2862
2863         pc = lookup_page_cgroup(page);
2864         lock_page_cgroup(pc);
2865         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2866                 memcg = pc->mem_cgroup;
2867                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2868                         memcg = NULL;
2869         } else if (PageSwapCache(page)) {
2870                 ent.val = page_private(page);
2871                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2872                 rcu_read_lock();
2873                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2874                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2875                         memcg = NULL;
2876                 rcu_read_unlock();
2877         }
2878         unlock_page_cgroup(pc);
2879         return memcg;
2880 }
2881
2882 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2883                                        struct page *page,
2884                                        unsigned int nr_pages,
2885                                        enum charge_type ctype,
2886                                        bool lrucare)
2887 {
2888         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2889         struct zone *uninitialized_var(zone);
2890         struct lruvec *lruvec;
2891         bool was_on_lru = false;
2892         bool anon;
2893
2894         lock_page_cgroup(pc);
2895         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2896         /*
2897          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2898          * accessed by any other context at this point.
2899          */
2900
2901         /*
2902          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2903          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2904          */
2905         if (lrucare) {
2906                 zone = page_zone(page);
2907                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2908                 if (PageLRU(page)) {
2909                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2910                         ClearPageLRU(page);
2911                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2912                         was_on_lru = true;
2913                 }
2914         }
2915
2916         pc->mem_cgroup = memcg;
2917         /*
2918          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2919          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2920          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2921          * before USED bit, we need memory barrier here.
2922          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2923          */
2924         smp_wmb();
2925         SetPageCgroupUsed(pc);
2926
2927         if (lrucare) {
2928                 if (was_on_lru) {
2929                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2930                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2931                         SetPageLRU(page);
2932                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2933                 }
2934                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2935         }
2936
2937         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2938                 anon = true;
2939         else
2940                 anon = false;
2941
2942         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2943         unlock_page_cgroup(pc);
2944
2945         /*
2946          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2947          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2948          * if they exceeds softlimit.
2949          */
2950         memcg_check_events(memcg, page);
2951 }
2952
2953 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2954
2955 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2956 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2957 {
2958         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2959                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2964  * in the memcg_cache_params struct.
2965  */
2966 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2967 {
2968         struct kmem_cache *cachep;
2969
2970         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2971         cachep = p->root_cache;
2972         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2973 }
2974
2975 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2976 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2977                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2978 {
2979         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2980         struct memcg_cache_params *params;
2981
2982         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2983                 return -EIO;
2984
2985         print_slabinfo_header(m);
2986
2987         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2988         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2989                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2990         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2991
2992         return 0;
2993 }
2994 #endif
2995
2996 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2997 {
2998         struct res_counter *fail_res;
2999         struct mem_cgroup *_memcg;
3000         int ret = 0;
3001
3002         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3003         if (ret)
3004                 return ret;
3005
3006         _memcg = memcg;
3007         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3008                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3009
3010         if (ret == -EINTR)  {
3011                 /*
3012                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3013                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3014                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3015                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3016                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3017                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3018                  * our minds.
3019                  *
3020                  * This condition will only trigger if the task entered
3021                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3022                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3023                  * dying when the allocation triggers should have been already
3024                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3025                  */
3026                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3027                 if (do_swap_account)
3028                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3029                                                   &fail_res);
3030                 ret = 0;
3031         } else if (ret)
3032                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3033
3034         return ret;
3035 }
3036
3037 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3038 {
3039         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3040         if (do_swap_account)
3041                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3042
3043         /* Not down to 0 */
3044         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3045                 return;
3046
3047         /*
3048          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3049          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3050          * outliving the memcg existence.
3051          *
3052          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3053          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3054          */
3055         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3056                 css_put(&memcg->css);
3057 }
3058
3059 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3060 {
3061         if (!memcg)
3062                 return;
3063
3064         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3065         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3066         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3067 }
3068
3069 /*
3070  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3071  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3072  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3073  */
3074 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3075 {
3076         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3077 }
3078
3079 /*
3080  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3081  * operation, because that is its main call site.
3082  *
3083  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3084  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3085  */
3086 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3087 {
3088         int num, ret;
3089
3090         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3091                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3092         if (num < 0)
3093                 return num;
3094         /*
3095          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3096          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3097          * guarantees only one process will set the following boolean
3098          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3099          * by the set_limit_mutex anyway.
3100          */
3101         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3102
3103         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3104         if (ret) {
3105                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3106                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3107                 return ret;
3108         }
3109
3110         memcg->kmemcg_id = num;
3111         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3112         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3113         return 0;
3114 }
3115
3116 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3117 {
3118         ssize_t size;
3119         if (num_groups <= 0)
3120                 return 0;
3121
3122         size = 2 * num_groups;
3123         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3124                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3125         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3126                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3127
3128         return size;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3133  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3134  * calling this.
3135  */
3136 void memcg_update_array_size(int num)
3137 {
3138         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3139                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3140 }
3141
3142 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3143
3144 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3145 {
3146         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3147
3148         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3149
3150         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3151                 int i;
3152                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3153
3154                 size *= sizeof(void *);
3155                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3156
3157                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3158                 if (!s->memcg_params) {
3159                         s->memcg_params = cur_params;
3160                         return -ENOMEM;
3161                 }
3162
3163                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3164
3165                 /*
3166                  * There is the chance it will be bigger than
3167                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3168                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3169                  * have a bigger array.
3170                  *
3171                  * But if that is the case, the data after
3172                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3173                  */
3174                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3175                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3176                                 continue;
3177                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3178                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3179                 }
3180
3181                 /*
3182                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3183                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3184                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3185                  *
3186                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3187                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3188                  * anyway.
3189                  */
3190                 kfree(cur_params);
3191         }
3192         return 0;
3193 }
3194
3195 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3196                          struct kmem_cache *root_cache)
3197 {
3198         size_t size;
3199
3200         if (!memcg_kmem_enabled())
3201                 return 0;
3202
3203         if (!memcg) {
3204                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3205                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3206         } else
3207                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3208
3209         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3210         if (!s->memcg_params)
3211                 return -ENOMEM;
3212
3213         if (memcg) {
3214                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3215                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3216                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3217                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3218         } else
3219                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3220
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3225 {
3226         struct kmem_cache *root;
3227         struct mem_cgroup *memcg;
3228         int id;
3229
3230         /*
3231          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3232          * add any memcg.
3233          */
3234         if (!s->memcg_params)
3235                 return;
3236
3237         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3238                 goto out;
3239
3240         memcg = s->memcg_params->memcg;
3241         id  = memcg_cache_id(memcg);
3242
3243         root = s->memcg_params->root_cache;
3244         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3245
3246         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3247         list_del(&s->memcg_params->list);
3248         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3249
3250         css_put(&memcg->css);
3251 out:
3252         kfree(s->memcg_params);
3253 }
3254
3255 /*
3256  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3257  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3258  * enqueing new caches to be created.
3259  *
3260  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3261  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3262  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3263  * objects during debug.
3264  *
3265  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3266  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3267  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3268  * cache again, failing at the same point.
3269  *
3270  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3271  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3272  * inside the following two functions.
3273  */
3274 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3275 {
3276         VM_BUG_ON(!current->mm);
3277         current->memcg_kmem_skip_account++;
3278 }
3279
3280 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3281 {
3282         VM_BUG_ON(!current->mm);
3283         current->memcg_kmem_skip_account--;
3284 }
3285
3286 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3287 {
3288         struct kmem_cache *cachep;
3289         struct memcg_cache_params *p;
3290
3291         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3292
3293         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3294
3295         /*
3296          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3297          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3298          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3299          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3300          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3301          *
3302          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3303          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3304          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3305          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3306          * destroy it.
3307          *
3308          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3309          * again
3310          */
3311         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3312                 kmem_cache_shrink(cachep);
3313                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3314                         return;
3315         } else
3316                 kmem_cache_destroy(cachep);
3317 }
3318
3319 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3320 {
3321         if (!cachep->memcg_params->dead)
3322                 return;
3323
3324         /*
3325          * There are many ways in which we can get here.
3326          *
3327          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3328          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3329          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3330          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3331          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3332          *
3333          * But we can also get here from the worker itself, if
3334          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3335          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3336          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3337          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3338          *
3339          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3340          * running if there is already work pending
3341          */
3342         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3343                 return;
3344         /*
3345          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3346          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3347          */
3348         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3349 }
3350
3351 /*
3352  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3353  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3354  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3355  *
3356  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3357  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3358  */
3359 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3360
3361 /*
3362  * Called with memcg_cache_mutex held
3363  */
3364 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3365                                          struct kmem_cache *s)
3366 {
3367         struct kmem_cache *new;
3368         static char *tmp_name = NULL;
3369
3370         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3371
3372         /*
3373          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3374          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3375          * This static temporary buffer is used to prevent from
3376          * pointless shortliving allocation.
3377          */
3378         if (!tmp_name) {
3379                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3380                 if (!tmp_name)
3381                         return NULL;
3382         }
3383
3384         rcu_read_lock();
3385         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3386                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3387         rcu_read_unlock();
3388
3389         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3390                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3391
3392         if (new)
3393                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3394
3395         return new;
3396 }
3397
3398 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3399                                                   struct kmem_cache *cachep)
3400 {
3401         struct kmem_cache *new_cachep;
3402         int idx;
3403
3404         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3405
3406         idx = memcg_cache_id(memcg);
3407
3408         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3409         new_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3410         if (new_cachep) {
3411                 css_put(&memcg->css);
3412                 goto out;
3413         }
3414
3415         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3416         if (new_cachep == NULL) {
3417                 new_cachep = cachep;
3418                 css_put(&memcg->css);
3419                 goto out;
3420         }
3421
3422         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3423
3424         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3425         /*
3426          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3427          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3428          */
3429         wmb();
3430 out:
3431         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3432         return new_cachep;
3433 }
3434
3435 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3436 {
3437         struct kmem_cache *c;
3438         int i;
3439
3440         if (!s->memcg_params)
3441                 return;
3442         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3443                 return;
3444
3445         /*
3446          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3447          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3448          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3449          *
3450          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3451          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3452          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3453          */
3454         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3455         for_each_memcg_cache_index(i) {
3456                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3457                 if (!c)
3458                         continue;
3459
3460                 /*
3461                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3462                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3463                  * proceed with destruction ourselves.
3464                  *
3465                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3466                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3467                  * the cache still have active pages until this very moment.
3468                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3469                  *
3470                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3471                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3472                  */
3473                 c->memcg_params->dead = false;
3474                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3475                 kmem_cache_destroy(c);
3476         }
3477         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3478 }
3479
3480 struct create_work {
3481         struct mem_cgroup *memcg;
3482         struct kmem_cache *cachep;
3483         struct work_struct work;
3484 };
3485
3486 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3487 {
3488         struct kmem_cache *cachep;
3489         struct memcg_cache_params *params;
3490
3491         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3492                 return;
3493
3494         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3495         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3496                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3497                 cachep->memcg_params->dead = true;
3498                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3499         }
3500         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3501 }
3502
3503 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3504 {
3505         struct create_work *cw;
3506
3507         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3508         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3509         kfree(cw);
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3514  */
3515 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3516                                          struct kmem_cache *cachep)
3517 {
3518         struct create_work *cw;
3519
3520         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3521         if (cw == NULL) {
3522                 css_put(&memcg->css);
3523                 return;
3524         }
3525
3526         cw->memcg = memcg;
3527         cw->cachep = cachep;
3528
3529         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3530         schedule_work(&cw->work);
3531 }
3532
3533 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3534                                        struct kmem_cache *cachep)
3535 {
3536         /*
3537          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3538          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3539          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3540          *
3541          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3542          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3543          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3544          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3545          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3546          */
3547         memcg_stop_kmem_account();
3548         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3549         memcg_resume_kmem_account();
3550 }
3551 /*
3552  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3553  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3554  *
3555  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3556  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3557  * in a workqueue.
3558  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3559  * the original cache.
3560  *
3561  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3562  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3563  */
3564 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3565                                           gfp_t gfp)
3566 {
3567         struct mem_cgroup *memcg;
3568         int idx;
3569
3570         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3571         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3572
3573         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3574                 return cachep;
3575
3576         rcu_read_lock();
3577         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3578
3579         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3580                 goto out;
3581
3582         idx = memcg_cache_id(memcg);
3583
3584         /*
3585          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3586          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3587          */
3588         read_barrier_depends();
3589         if (likely(cache_from_memcg_idx(cachep, idx))) {
3590                 cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3591                 goto out;
3592         }
3593
3594         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3595         if (!css_tryget(&memcg->css))
3596                 goto out;
3597         rcu_read_unlock();
3598
3599         /*
3600          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3601          * context), we could be be predictable and return right away.
3602          * This would guarantee that the allocation being performed
3603          * already belongs in the new cache.
3604          *
3605          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3606          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3607          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3608          * with the slab_mutex held.
3609          *
3610          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3611          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3612          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3613          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3614          * better to defer everything.
3615          */
3616         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3617         return cachep;
3618 out:
3619         rcu_read_unlock();
3620         return cachep;
3621 }
3622 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3623
3624 /*
3625  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3626  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3627  * need a further commit step to do the final arrangements.
3628  *
3629  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3630  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3631  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3632  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3633  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3634  * the compiled-out case as well.
3635  *
3636  * Returning true means the allocation is possible.
3637  */
3638 bool
3639 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3640 {
3641         struct mem_cgroup *memcg;
3642         int ret;
3643
3644         *_memcg = NULL;
3645
3646         /*
3647          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3648          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3649          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3650          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3651          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3652          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3653          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3654          *
3655          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3656          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3657          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3658          * the SLUB allocator:
3659          *
3660          *      memcg_stop_kmem_account();
3661          *      kmalloc(<large_number>)
3662          *      memcg_resume_kmem_account();
3663          *
3664          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3665          * since it will drive us directly to this function without passing
3666          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3667          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3668          * cache arrays. We bring this test here.
3669          */
3670         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3671                 return true;
3672
3673         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3674
3675         /*
3676          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3677          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3678          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3679          */
3680         if (unlikely(!memcg))
3681                 return true;
3682
3683         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3684                 css_put(&memcg->css);
3685                 return true;
3686         }
3687
3688         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3689         if (!ret)
3690                 *_memcg = memcg;
3691
3692         css_put(&memcg->css);
3693         return (ret == 0);
3694 }
3695
3696 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3697                               int order)
3698 {
3699         struct page_cgroup *pc;
3700
3701         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3702
3703         /* The page allocation failed. Revert */
3704         if (!page) {
3705                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3706                 return;
3707         }
3708
3709         pc = lookup_page_cgroup(page);
3710         lock_page_cgroup(pc);
3711         pc->mem_cgroup = memcg;
3712         SetPageCgroupUsed(pc);
3713         unlock_page_cgroup(pc);
3714 }
3715
3716 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3717 {
3718         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3719         struct page_cgroup *pc;
3720
3721
3722         pc = lookup_page_cgroup(page);
3723         /*
3724          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3725          * check again after locking.
3726          */
3727         if (!PageCgroupUsed(pc))
3728                 return;
3729
3730         lock_page_cgroup(pc);
3731         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3732                 memcg = pc->mem_cgroup;
3733                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3734         }
3735         unlock_page_cgroup(pc);
3736
3737         /*
3738          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3739          * is a valid allocation
3740          */
3741         if (!memcg)
3742                 return;
3743
3744         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3745         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3746 }
3747 #else
3748 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3749 {
3750 }
3751 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3752
3753 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3754
3755 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3756 /*
3757  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3758  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3759  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3760  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3761  */
3762 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3763 {
3764         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3765         struct page_cgroup *pc;
3766         struct mem_cgroup *memcg;
3767         int i;
3768
3769         if (mem_cgroup_disabled())
3770                 return;
3771
3772         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3773         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3774                 pc = head_pc + i;
3775                 pc->mem_cgroup = memcg;
3776                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3777                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3778         }
3779         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3780                        HPAGE_PMD_NR);
3781 }
3782 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3783
3784 static inline
3785 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3786                                         struct mem_cgroup *to,
3787                                         unsigned int nr_pages,
3788                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3789 {
3790         /* Update stat data for mem_cgroup */
3791         preempt_disable();
3792         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3793         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3794         preempt_enable();
3795 }
3796
3797 /**
3798  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3799  * @page: the page
3800  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3801  * @pc: page_cgroup of the page.
3802  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3803  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3804  *
3805  * The caller must confirm following.
3806  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3807  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3808  *
3809  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3810  * from old cgroup.
3811  */
3812 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3813                                    unsigned int nr_pages,
3814                                    struct page_cgroup *pc,
3815                                    struct mem_cgroup *from,
3816                                    struct mem_cgroup *to)
3817 {
3818         unsigned long flags;
3819         int ret;
3820         bool anon = PageAnon(page);
3821
3822         VM_BUG_ON(from == to);
3823         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3824         /*
3825          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3826          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3827          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3828          * hold it.
3829          */
3830         ret = -EBUSY;
3831         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3832                 goto out;
3833
3834         lock_page_cgroup(pc);
3835
3836         ret = -EINVAL;
3837         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3838                 goto unlock;
3839
3840         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3841
3842         if (!anon && page_mapped(page))
3843                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3844                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3845
3846         if (PageWriteback(page))
3847                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3848                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3849
3850         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3851
3852         /* caller should have done css_get */
3853         pc->mem_cgroup = to;
3854         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3855         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3856         ret = 0;
3857 unlock:
3858         unlock_page_cgroup(pc);
3859         /*
3860          * check events
3861          */
3862         memcg_check_events(to, page);
3863         memcg_check_events(from, page);
3864 out:
3865         return ret;
3866 }
3867
3868 /**
3869  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3870  * @page: the page to move
3871  * @pc: page_cgroup of the page
3872  * @child: page's cgroup
3873  *
3874  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3875  * parent (aka use_hierarchy==0).
3876  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3877  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3878  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3879  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3880  * on the next attempt and the call should be retried later.
3881  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3882  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3883  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3884  * LRU or vanish.
3885  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3886  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3887  * disappear in the next attempt.
3888  */
3889 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3890                                   struct page_cgroup *pc,
3891                                   struct mem_cgroup *child)
3892 {
3893         struct mem_cgroup *parent;
3894         unsigned int nr_pages;
3895         unsigned long uninitialized_var(flags);
3896         int ret;
3897
3898         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3899
3900         ret = -EBUSY;
3901         if (!get_page_unless_zero(page))
3902                 goto out;
3903         if (isolate_lru_page(page))
3904                 goto put;
3905
3906         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3907
3908         parent = parent_mem_cgroup(child);
3909         /*
3910          * If no parent, move charges to root cgroup.
3911          */
3912         if (!parent)
3913                 parent = root_mem_cgroup;
3914
3915         if (nr_pages > 1) {
3916                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3917                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3918         }
3919
3920         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3921                                 pc, child, parent);
3922         if (!ret)
3923                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3924
3925         if (nr_pages > 1)
3926                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3927         putback_lru_page(page);
3928 put:
3929         put_page(page);
3930 out:
3931         return ret;
3932 }
3933
3934 /*
3935  * Charge the memory controller for page usage.
3936  * Return
3937  * 0 if the charge was successful
3938  * < 0 if the cgroup is over its limit
3939  */
3940 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3941                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3942 {
3943         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3944         unsigned int nr_pages = 1;
3945         bool oom = true;
3946         int ret;
3947
3948         if (PageTransHuge(page)) {
3949                 nr_pages <<= compound_order(page);
3950                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3951                 /*
3952                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3953                  * fault handler will fall back to regular pages.
3954                  */
3955                 oom = false;
3956         }
3957
3958         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3959         if (ret == -ENOMEM)
3960                 return ret;
3961         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3962         return 0;
3963 }
3964
3965 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3966                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3967 {
3968         if (mem_cgroup_disabled())
3969                 return 0;
3970         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3971         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3972         VM_BUG_ON(!mm);
3973         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3974                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3975 }
3976
3977 /*
3978  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3979  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3980  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3981  * "commit()" or removed by "cancel()"
3982  */
3983 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3984                                           struct page *page,
3985                                           gfp_t mask,
3986                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3987 {
3988         struct mem_cgroup *memcg;
3989         struct page_cgroup *pc;
3990         int ret;
3991
3992         pc = lookup_page_cgroup(page);
3993         /*
3994          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3995          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3996          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3997          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3998          * in turn serializes uncharging.
3999          */
4000         if (PageCgroupUsed(pc))
4001                 return 0;
4002         if (!do_swap_account)
4003                 goto charge_cur_mm;
4004         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4005         if (!memcg)
4006                 goto charge_cur_mm;
4007         *memcgp = memcg;
4008         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4009         css_put(&memcg->css);
4010         if (ret == -EINTR)
4011                 ret = 0;
4012         return ret;
4013 charge_cur_mm:
4014         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4015         if (ret == -EINTR)
4016                 ret = 0;
4017         return ret;
4018 }
4019
4020 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4021                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4022 {
4023         *memcgp = NULL;
4024         if (mem_cgroup_disabled())
4025                 return 0;
4026         /*
4027          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4028          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4029          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4030          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4031          */
4032         if (!PageSwapCache(page)) {
4033                 int ret;
4034
4035                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4036                 if (ret == -EINTR)
4037                         ret = 0;
4038                 return ret;
4039         }
4040         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4041 }
4042
4043 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4044 {
4045         if (mem_cgroup_disabled())
4046                 return;
4047         if (!memcg)
4048                 return;
4049         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4050 }
4051
4052 static void
4053 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4054                                         enum charge_type ctype)
4055 {
4056         if (mem_cgroup_disabled())
4057                 return;
4058         if (!memcg)
4059                 return;
4060
4061         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4062         /*
4063          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4064          * counted both as mem and swap....double count.
4065          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4066          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4067          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4068          */
4069         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4070                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4071                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4072         }
4073 }
4074
4075 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4076                                      struct mem_cgroup *memcg)
4077 {
4078         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4079                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4080 }
4081
4082 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4083                                 gfp_t gfp_mask)
4084 {
4085         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4086         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4087         int ret;
4088
4089         if (mem_cgroup_disabled())
4090                 return 0;
4091         if (PageCompound(page))
4092                 return 0;
4093
4094         if (!PageSwapCache(page))
4095                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4096         else { /* page is swapcache/shmem */
4097                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4098                                                      gfp_mask, &memcg);
4099                 if (!ret)
4100                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4101         }
4102         return ret;
4103 }
4104
4105 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4106                                    unsigned int nr_pages,
4107                                    const enum charge_type ctype)
4108 {
4109         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4110         bool uncharge_memsw = true;
4111
4112         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4113         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4114                 uncharge_memsw = false;
4115
4116         batch = &current->memcg_batch;
4117         /*
4118          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4119          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4120          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4121          */
4122         if (!batch->memcg)
4123                 batch->memcg = memcg;
4124         /*
4125          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4126          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4127          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4128          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4129          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4130          */
4131
4132         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4133                 goto direct_uncharge;
4134
4135         if (nr_pages > 1)
4136                 goto direct_uncharge;
4137
4138         /*
4139          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4140          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4141          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4142          */
4143         if (batch->memcg != memcg)
4144                 goto direct_uncharge;
4145         /* remember freed charge and uncharge it later */
4146         batch->nr_pages++;
4147         if (uncharge_memsw)
4148                 batch->memsw_nr_pages++;
4149         return;
4150 direct_uncharge:
4151         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4152         if (uncharge_memsw)
4153                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4154         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4155                 memcg_oom_recover(memcg);
4156 }
4157
4158 /*
4159  * uncharge if !page_mapped(page)
4160  */
4161 static struct mem_cgroup *
4162 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4163                              bool end_migration)
4164 {
4165         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4166         unsigned int nr_pages = 1;
4167         struct page_cgroup *pc;
4168         bool anon;
4169
4170         if (mem_cgroup_disabled())
4171                 return NULL;
4172
4173         if (PageTransHuge(page)) {
4174                 nr_pages <<= compound_order(page);
4175                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4176         }
4177         /*
4178          * Check if our page_cgroup is valid
4179          */
4180         pc = lookup_page_cgroup(page);
4181         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4182                 return NULL;
4183
4184         lock_page_cgroup(pc);
4185
4186         memcg = pc->mem_cgroup;
4187
4188         if (!PageCgroupUsed(pc))
4189                 goto unlock_out;
4190
4191         anon = PageAnon(page);
4192
4193         switch (ctype) {
4194         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4195                 /*
4196                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4197                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4198                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4199                  */
4200                 anon = true;
4201                 /* fallthrough */
4202         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4203                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4204                 if (page_mapped(page))
4205                         goto unlock_out;
4206                 /*
4207                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4208                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4209                  * unused post-migration page and so it has to call
4210                  * here with the migration bit still set.  See the
4211                  * res_counter handling below.
4212                  */
4213                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4214                         goto unlock_out;
4215                 break;
4216         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4217                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4218                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4219                                 goto unlock_out;
4220                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4221                                 goto unlock_out;
4222                 break;
4223         default:
4224                 break;
4225         }
4226
4227         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4228
4229         ClearPageCgroupUsed(pc);
4230         /*
4231          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4232          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4233          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4234          * special functions.
4235          */
4236
4237         unlock_page_cgroup(pc);
4238         /*
4239          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4240          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4241          */
4242         memcg_check_events(memcg, page);
4243         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4244                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4245                 css_get(&memcg->css);
4246         }
4247         /*
4248          * Migration does not charge the res_counter for the
4249          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4250          * page that is unused after the migration.
4251          */
4252         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4253                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4254
4255         return memcg;
4256
4257 unlock_out:
4258         unlock_page_cgroup(pc);
4259         return NULL;
4260 }
4261
4262 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4263 {
4264         /* early check. */
4265         if (page_mapped(page))
4266                 return;
4267         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4268         /*
4269          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4270          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4271          * and handles memcg lifetime.
4272          *
4273          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4274          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4275          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4276          * 0, there won't be any page table references to the swap
4277          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4278          * page to disk.
4279          */
4280         if (PageSwapCache(page))
4281                 return;
4282         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4283 }
4284
4285 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4286 {
4287         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4288         VM_BUG_ON(page->mapping);
4289         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4290 }
4291
4292 /*
4293  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4294  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4295  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4296  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4297  * This may be called prural(2) times in a context,
4298  */
4299
4300 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4301 {
4302         current->memcg_batch.do_batch++;
4303         /* We can do nest. */
4304         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4305                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4306                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4307                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4308         }
4309 }
4310
4311 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4312 {
4313         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4314
4315         if (!batch->do_batch)
4316                 return;
4317
4318         batch->do_batch--;
4319         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4320                 return;
4321
4322         if (!batch->memcg)
4323                 return;
4324         /*
4325          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4326          * bacause we hide charges behind us.
4327          */
4328         if (batch->nr_pages)
4329                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4330                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4331         if (batch->memsw_nr_pages)
4332                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4333                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4334         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4335         /* forget this pointer (for sanity check) */
4336         batch->memcg = NULL;
4337 }
4338
4339 #ifdef CONFIG_SWAP
4340 /*
4341  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4342  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4343  */
4344 void
4345 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4346 {
4347         struct mem_cgroup *memcg;
4348         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4349
4350         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4351                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4352
4353         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4354
4355         /*
4356          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4357          * css_get() was called in uncharge().
4358          */
4359         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4360                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4361 }
4362 #endif
4363
4364 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4365 /*
4366  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4367  * uncharge "memsw" account.
4368  */
4369 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4370 {
4371         struct mem_cgroup *memcg;
4372         unsigned short id;
4373
4374         if (!do_swap_account)
4375                 return;
4376
4377         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4378         rcu_read_lock();
4379         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4380         if (memcg) {
4381                 /*
4382                  * We uncharge this because swap is freed.
4383                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4384                  */
4385                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4386                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4387                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4388                 css_put(&memcg->css);
4389         }
4390         rcu_read_unlock();
4391 }
4392
4393 /**
4394  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4395  * @entry: swap entry to be moved
4396  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4397  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4398  *
4399  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4400  * as the mem_cgroup's id of @from.
4401  *
4402  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4403  *
4404  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4405  * both res and memsw, and called css_get().
4406  */
4407 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4408                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4409 {
4410         unsigned short old_id, new_id;
4411
4412         old_id = mem_cgroup_id(from);
4413         new_id = mem_cgroup_id(to);
4414
4415         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4416                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4417                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4418                 /*
4419                  * This function is only called from task migration context now.
4420                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4421                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4422                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4423                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4424                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4425                  *
4426                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4427                  * alive, so we can just call css_get().
4428                  */
4429                 css_get(&to->css);
4430                 return 0;
4431         }
4432         return -EINVAL;
4433 }
4434 #else
4435 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4436                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4437 {
4438         return -EINVAL;
4439 }
4440 #endif
4441
4442 /*
4443  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4444  * page belongs to.
4445  */
4446 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4447                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4448 {
4449         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4450         unsigned int nr_pages = 1;
4451         struct page_cgroup *pc;
4452         enum charge_type ctype;
4453
4454         *memcgp = NULL;
4455
4456         if (mem_cgroup_disabled())
4457                 return;
4458
4459         if (PageTransHuge(page))
4460                 nr_pages <<= compound_order(page);
4461
4462         pc = lookup_page_cgroup(page);
4463         lock_page_cgroup(pc);
4464         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4465                 memcg = pc->mem_cgroup;
4466                 css_get(&memcg->css);
4467                 /*
4468                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4469                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4470                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4471                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4472                  * until end_migration() is called
4473                  *
4474                  * Corner Case Thinking
4475                  * A)
4476                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4477                  * while migration was ongoing.
4478                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4479                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4480                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4481                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4482                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4483                  *
4484                  * B)
4485                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4486                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4487                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4488                  * without charging it again.
4489                  *
4490                  * C)
4491                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4492                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4493                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4494                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4495                  */
4496                 if (PageAnon(page))
4497                         SetPageCgroupMigration(pc);
4498         }
4499         unlock_page_cgroup(pc);
4500         /*
4501          * If the page is not charged at this point,
4502          * we return here.
4503          */
4504         if (!memcg)
4505                 return;
4506
4507         *memcgp = memcg;
4508         /*
4509          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4510          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4511          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4512          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4513          */
4514         if (PageAnon(page))
4515                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4516         else
4517                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4518         /*
4519          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4520          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4521          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4522          */
4523         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4524 }
4525
4526 /* remove redundant charge if migration failed*/
4527 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4528         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4529 {
4530         struct page *used, *unused;
4531         struct page_cgroup *pc;
4532         bool anon;
4533
4534         if (!memcg)
4535                 return;
4536
4537         if (!migration_ok) {
4538                 used = oldpage;
4539                 unused = newpage;
4540         } else {
4541                 used = newpage;
4542                 unused = oldpage;
4543         }
4544         anon = PageAnon(used);
4545         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4546                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4547                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4548                                      true);
4549         css_put(&memcg->css);
4550         /*
4551          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4552          * of the page goes down to zero, temporarly.
4553          * Clear the flag and check the page should be charged.
4554          */
4555         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4556         lock_page_cgroup(pc);
4557         ClearPageCgroupMigration(pc);
4558         unlock_page_cgroup(pc);
4559
4560         /*
4561          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4562          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4563          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4564          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4565          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4566          * check. (see prepare_charge() also)
4567          */
4568         if (anon)
4569                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4570 }
4571
4572 /*
4573  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4574  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4575  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4576  */
4577 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4578                                   struct page *newpage)
4579 {
4580         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4581         struct page_cgroup *pc;
4582         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4583
4584         if (mem_cgroup_disabled())
4585                 return;
4586
4587         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4588         /* fix accounting on old pages */
4589         lock_page_cgroup(pc);
4590         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4591                 memcg = pc->mem_cgroup;
4592                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4593                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4594         }
4595         unlock_page_cgroup(pc);
4596
4597         /*
4598          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4599          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4600          */
4601         if (!memcg)
4602                 return;
4603         /*
4604          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4605          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4606          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4607          */
4608         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4609 }
4610
4611 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4612 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4613 {
4614         struct page_cgroup *pc;
4615
4616         pc = lookup_page_cgroup(page);
4617         /*
4618          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4619          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4620          * or when mem_cgroup_disabled().
4621          */
4622         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4623                 return pc;
4624         return NULL;
4625 }
4626
4627 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4628 {
4629         if (mem_cgroup_disabled())
4630                 return false;
4631
4632         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4633 }
4634
4635 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4636 {
4637         struct page_cgroup *pc;
4638
4639         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4640         if (pc) {
4641                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4642                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4643         }
4644 }
4645 #endif
4646
4647 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4648                                 unsigned long long val)
4649 {
4650         int retry_count;
4651         u64 memswlimit, memlimit;
4652         int ret = 0;
4653         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4654         u64 curusage, oldusage;
4655         int enlarge;
4656
4657         /*
4658          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4659          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4660          * of # of children which we should visit in this loop.
4661          */
4662         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4663
4664         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4665
4666         enlarge = 0;
4667         while (retry_count) {
4668                 if (signal_pending(current)) {
4669                         ret = -EINTR;
4670                         break;
4671                 }
4672                 /*
4673                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4674                  * open coded manner. You see what this really does.
4675                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4676                  */
4677                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4678                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4679                 if (memswlimit < val) {
4680                         ret = -EINVAL;
4681                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4682                         break;
4683                 }
4684
4685                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4686                 if (memlimit < val)
4687                         enlarge = 1;
4688
4689                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4690                 if (!ret) {
4691                         if (memswlimit == val)
4692                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4693                         else
4694                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4695                 }
4696                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4697
4698                 if (!ret)
4699                         break;
4700
4701                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4702                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4703                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4704                 /* Usage is reduced ? */
4705                 if (curusage >= oldusage)
4706                         retry_count--;
4707                 else
4708                         oldusage = curusage;
4709         }
4710         if (!ret && enlarge)
4711                 memcg_oom_recover(memcg);
4712
4713         return ret;
4714 }
4715
4716 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4717                                         unsigned long long val)
4718 {
4719         int retry_count;
4720         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4721         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4722         int ret = -EBUSY;
4723         int enlarge = 0;
4724
4725         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4726         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4727         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4728         while (retry_count) {
4729                 if (signal_pending(current)) {
4730                         ret = -EINTR;
4731                         break;
4732                 }
4733                 /*
4734                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4735                  * open coded manner. You see what this really does.
4736                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4737                  */
4738                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4739                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4740                 if (memlimit > val) {
4741                         ret = -EINVAL;
4742                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4743                         break;
4744                 }
4745                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4746                 if (memswlimit < val)
4747                         enlarge = 1;
4748                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4749                 if (!ret) {
4750                         if (memlimit == val)
4751                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4752                         else
4753                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4754                 }
4755                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4756
4757                 if (!ret)
4758                         break;
4759
4760                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4761                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4762                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4763                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4764                 /* Usage is reduced ? */
4765                 if (curusage >= oldusage)
4766                         retry_count--;
4767                 else
4768                         oldusage = curusage;
4769         }
4770         if (!ret && enlarge)
4771                 memcg_oom_recover(memcg);
4772         return ret;
4773 }
4774
4775 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4776                                             gfp_t gfp_mask,
4777                                             unsigned long *total_scanned)
4778 {
4779         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4780         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4781         unsigned long reclaimed;
4782         int loop = 0;
4783         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4784         unsigned long long excess;
4785         unsigned long nr_scanned;
4786
4787         if (order > 0)
4788                 return 0;
4789
4790         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4791         /*
4792          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4793          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4794          * pressure
4795          */
4796         do {
4797                 if (next_mz)
4798                         mz = next_mz;
4799                 else
4800                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4801                 if (!mz)
4802                         break;
4803
4804                 nr_scanned = 0;
4805                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4806                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4807                 nr_reclaimed += reclaimed;
4808                 *total_scanned += nr_scanned;
4809                 spin_lock(&mctz->lock);
4810
4811                 /*
4812                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4813                  * it is time to move on to the next cgroup
4814                  */
4815                 next_mz = NULL;
4816                 if (!reclaimed) {
4817                         do {
4818                                 /*
4819                                  * Loop until we find yet another one.
4820                                  *
4821                                  * By the time we get the soft_limit lock
4822                                  * again, someone might have aded the
4823                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4824                                  * make sure we get a different mem.
4825                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4826                                  * NULL if no other cgroup is present on
4827                                  * the tree
4828                                  */
4829                                 next_mz =
4830                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4831                                 if (next_mz == mz)
4832                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4833                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4834                                         break;
4835                         } while (1);
4836                 }
4837                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4838                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4839                 /*
4840                  * One school of thought says that we should not add
4841                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4842                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4843                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4844                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4845                  * term TODO.
4846                  */
4847                 /* If excess == 0, no tree ops */
4848                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4849                 spin_unlock(&mctz->lock);
4850                 css_put(&mz->memcg->css);
4851                 loop++;
4852                 /*
4853                  * Could not reclaim anything and there are no more
4854                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4855                  * reclaiming anything.
4856                  */
4857                 if (!nr_reclaimed &&
4858                         (next_mz == NULL ||
4859                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4860                         break;
4861         } while (!nr_reclaimed);
4862         if (next_mz)
4863                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4864         return nr_reclaimed;
4865 }
4866
4867 /**
4868  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4869  * @memcg: group to clear
4870  * @node: NUMA node
4871  * @zid: zone id
4872  * @lru: lru to to clear
4873  *
4874  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4875  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4876  * group.
4877  */
4878 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4879                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4880 {
4881         struct lruvec *lruvec;
4882         unsigned long flags;
4883         struct list_head *list;
4884         struct page *busy;
4885         struct zone *zone;
4886
4887         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4888         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4889         list = &lruvec->lists[lru];
4890
4891         busy = NULL;
4892         do {
4893                 struct page_cgroup *pc;
4894                 struct page *page;
4895
4896                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4897                 if (list_empty(list)) {
4898                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4899                         break;
4900                 }
4901                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4902                 if (busy == page) {
4903                         list_move(&page->lru, list);
4904                         busy = NULL;
4905                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4906                         continue;
4907                 }
4908                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4909
4910                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4911
4912                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4913                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4914                         busy = page;
4915                         cond_resched();
4916                 } else
4917                         busy = NULL;
4918         } while (!list_empty(list));
4919 }
4920
4921 /*
4922  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4923  * all the charges and pages to the parent.
4924  * This enables deleting this mem_cgroup.
4925  *
4926  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4927  */
4928 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4929 {
4930         int node, zid;
4931         u64 usage;
4932
4933         do {
4934                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4935                 lru_add_drain_all();
4936                 drain_all_stock_sync(memcg);
4937                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4938                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4939                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4940                                 enum lru_list lru;
4941                                 for_each_lru(lru) {
4942                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4943                                                         node, zid, lru);
4944                                 }
4945                         }
4946                 }
4947                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4948                 memcg_oom_recover(memcg);
4949                 cond_resched();
4950
4951                 /*
4952                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4953                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4954                  * expect their value to drop to 0 here.
4955                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4956                  *
4957                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4958                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4959                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4960                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4961                  * charge before adding to the LRU.
4962                  */
4963                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4964                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4965         } while (usage > 0);
4966 }
4967
4968 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4969 {
4970         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4971         /*
4972          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4973          * of children, but it prevents a new child from being
4974          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4975          * enough to decide whether hierarchically inherited
4976          * attributes can still be changed or not.
4977          */
4978         return memcg->use_hierarchy &&
4979                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4980 }
4981
4982 /*
4983  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4984  * the rest to the parent.
4985  *
4986  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4987  */
4988 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4989 {
4990         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4991         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4992
4993         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4994         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4995                 return -EBUSY;
4996
4997         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4998         lru_add_drain_all();
4999         /* try to free all pages in this cgroup */
5000         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5001                 int progress;
5002
5003                 if (signal_pending(current))
5004                         return -EINTR;
5005
5006                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5007                                                 false);
5008                 if (!progress) {
5009                         nr_retries--;
5010                         /* maybe some writeback is necessary */
5011                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5012                 }
5013
5014         }
5015         lru_add_drain();
5016         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5017
5018         return 0;
5019 }
5020
5021 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5022                                         unsigned int event)
5023 {
5024         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5025
5026         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5027                 return -EINVAL;
5028         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5029 }
5030
5031 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5032                                      struct cftype *cft)
5033 {
5034         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5035 }
5036
5037 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5038                                       struct cftype *cft, u64 val)
5039 {
5040         int retval = 0;
5041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5042         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5043
5044         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5045
5046         if (memcg->use_hierarchy == val)
5047                 goto out;
5048
5049         /*
5050          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5051          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5052          * occur, provided the current cgroup has no children.
5053          *
5054          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5055          * set if there are no children.
5056          */
5057         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5058                                 (val == 1 || val == 0)) {
5059                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5060                         memcg->use_hierarchy = val;
5061                 else
5062                         retval = -EBUSY;
5063         } else
5064                 retval = -EINVAL;
5065
5066 out:
5067         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5068
5069         return retval;
5070 }
5071
5072
5073 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5074                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5075 {
5076         struct mem_cgroup *iter;
5077         long val = 0;
5078
5079         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5080         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5081                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5082
5083         if (val < 0) /* race ? */
5084                 val = 0;
5085         return val;
5086 }
5087
5088 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5089 {
5090         u64 val;
5091
5092         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5093                 if (!swap)
5094                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5095                 else
5096                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5097         }
5098
5099         /*
5100          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5101          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5102          */
5103         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5104         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5105
5106         if (swap)
5107                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5108
5109         return val << PAGE_SHIFT;
5110 }
5111
5112 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5113                                struct cftype *cft, struct file *file,
5114                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5115 {
5116         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5117         char str[64];
5118         u64 val;
5119         int name, len;
5120         enum res_type type;
5121
5122         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5123         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5124
5125         switch (type) {
5126         case _MEM:
5127                 if (name == RES_USAGE)
5128                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5129                 else
5130                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5131                 break;
5132         case _MEMSWAP:
5133                 if (name == RES_USAGE)
5134                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5135                 else
5136                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5137                 break;
5138         case _KMEM:
5139                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5140                 break;
5141         default:
5142                 BUG();
5143         }
5144
5145         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5146         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5147 }
5148
5149 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5150 {
5151         int ret = -EINVAL;
5152 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5154         /*
5155          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5156          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5157          * already joined.
5158          *
5159          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5160          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5161          * place, which makes the value quite meaningless.
5162          *
5163          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5164          * of course permitted.
5165          */
5166         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5167         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5168         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5169                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5170                         ret = -EBUSY;
5171                         goto out;
5172                 }
5173                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5174                 VM_BUG_ON(ret);
5175
5176                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5177                 if (ret) {
5178                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5179                         goto out;
5180                 }
5181                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5182                 /*
5183                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5184                  * starts accounting before all call sites are patched
5185                  */
5186                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5187         } else
5188                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5189 out:
5190         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5191         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5192 #endif
5193         return ret;
5194 }
5195
5196 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5197 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5198 {
5199         int ret = 0;
5200         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5201         if (!parent)
5202                 goto out;
5203
5204         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5205         /*
5206          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5207          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5208          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5209          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5210          * parents.
5211          *
5212          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5213          * that is accounted.
5214          */
5215         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5216                 goto out;
5217
5218         /*
5219          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5220          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5221          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5222          */
5223         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5224
5225         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5226         memcg_stop_kmem_account();
5227         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5228         memcg_resume_kmem_account();
5229         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5230 out:
5231         return ret;
5232 }
5233 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5234
5235 /*
5236  * The user of this function is...
5237  * RES_LIMIT.
5238  */
5239 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5240                             const char *buffer)
5241 {
5242         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5243         enum res_type type;
5244         int name;
5245         unsigned long long val;
5246         int ret;
5247
5248         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5249         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5250
5251         switch (name) {
5252         case RES_LIMIT:
5253                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5254                         ret = -EINVAL;
5255                         break;
5256                 }
5257                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5258                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5259                 if (ret)
5260                         break;
5261                 if (type == _MEM)
5262                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5263                 else if (type == _MEMSWAP)
5264                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5265                 else if (type == _KMEM)
5266                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5267                 else
5268                         return -EINVAL;
5269                 break;
5270         case RES_SOFT_LIMIT:
5271                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5272                 if (ret)
5273                         break;
5274                 /*
5275                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5276                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5277                  * control without swap
5278                  */
5279                 if (type == _MEM)
5280                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5281                 else
5282                         ret = -EINVAL;
5283                 break;
5284         default:
5285                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5286                 break;
5287         }
5288         return ret;
5289 }
5290
5291 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5292                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5293 {
5294         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5295
5296         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5297         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5298         if (!memcg->use_hierarchy)
5299                 goto out;
5300
5301         while (css_parent(&memcg->css)) {
5302                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5303                 if (!memcg->use_hierarchy)
5304                         break;
5305                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5306                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5307                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5308                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5309         }
5310 out:
5311         *mem_limit = min_limit;
5312         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5313 }
5314
5315 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5318         int name;
5319         enum res_type type;
5320
5321         type = MEMFILE_TYPE(event);
5322         name = MEMFILE_ATTR(event);
5323
5324         switch (name) {
5325         case RES_MAX_USAGE:
5326                 if (type == _MEM)
5327                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5328                 else if (type == _MEMSWAP)
5329                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5330                 else if (type == _KMEM)
5331                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5332                 else
5333                         return -EINVAL;
5334                 break;
5335         case RES_FAILCNT:
5336                 if (type == _MEM)
5337                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5338                 else if (type == _MEMSWAP)
5339                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5340                 else if (type == _KMEM)
5341                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5342                 else
5343                         return -EINVAL;
5344                 break;
5345         }
5346
5347         return 0;
5348 }
5349
5350 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5351                                         struct cftype *cft)
5352 {
5353         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5354 }
5355
5356 #ifdef CONFIG_MMU
5357 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5358                                         struct cftype *cft, u64 val)
5359 {
5360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5361
5362         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5363                 return -EINVAL;
5364
5365         /*
5366          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5367          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5368          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5369          * affect task migrations starting after the change.
5370          */
5371         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5372         return 0;
5373 }
5374 #else
5375 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5376                                         struct cftype *cft, u64 val)
5377 {
5378         return -ENOSYS;
5379 }
5380 #endif
5381
5382 #ifdef CONFIG_NUMA
5383 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5384                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5385 {
5386         struct numa_stat {
5387                 const char *name;
5388                 unsigned int lru_mask;
5389         };
5390
5391         static const struct numa_stat stats[] = {
5392                 { "total", LRU_ALL },
5393                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5394                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5395                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5396         };
5397         const struct numa_stat *stat;
5398         int nid;
5399         unsigned long nr;
5400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5401
5402         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5403                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5404                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5405                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5406                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5407                                                           stat->lru_mask);
5408                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5409                 }
5410                 seq_putc(m, '\n');
5411         }
5412
5413         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5414                 struct mem_cgroup *iter;
5415
5416                 nr = 0;
5417                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5418                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5419                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5420                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5421                         nr = 0;
5422                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5423                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5424                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5425                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5426                 }
5427                 seq_putc(m, '\n');
5428         }
5429
5430         return 0;
5431 }
5432 #endif /* CONFIG_NUMA */
5433
5434 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5435 {
5436         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5437 }
5438
5439 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5440                                  struct seq_file *m)
5441 {
5442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5443         struct mem_cgroup *mi;
5444         unsigned int i;
5445
5446         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5447                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5448                         continue;
5449                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5450                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5451         }
5452
5453         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5454                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5455                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5456
5457         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5458                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5459                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5460
5461         /* Hierarchical information */
5462         {
5463                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5464                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5465                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5466                 if (do_swap_account)
5467                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5468                                    memsw_limit);
5469         }
5470
5471         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5472                 long long val = 0;
5473
5474                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5475                         continue;
5476                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5477                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5478                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5479         }
5480
5481         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5482                 unsigned long long val = 0;
5483
5484                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5485                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5486                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5487                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5488         }
5489
5490         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5491                 unsigned long long val = 0;
5492
5493                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5494                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5495                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5496         }
5497
5498 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5499         {
5500                 int nid, zid;
5501                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5502                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5503                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5504                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5505
5506                 for_each_online_node(nid)
5507                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5508                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5509                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5510
5511                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5512                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5513                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5514                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5515                         }
5516                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5517                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5518                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5519                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5520         }
5521 #endif
5522
5523         return 0;
5524 }
5525
5526 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5527                                       struct cftype *cft)
5528 {
5529         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5530
5531         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5532 }
5533
5534 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5535                                        struct cftype *cft, u64 val)
5536 {
5537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5538         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5539
5540         if (val > 100 || !parent)
5541                 return -EINVAL;
5542
5543         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5544
5545         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5546         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5547                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5548                 return -EINVAL;
5549         }
5550
5551         memcg->swappiness = val;
5552
5553         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5554
5555         return 0;
5556 }
5557
5558 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5559 {
5560         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5561         u64 usage;
5562         int i;
5563
5564         rcu_read_lock();
5565         if (!swap)
5566                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5567         else
5568                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5569
5570         if (!t)
5571                 goto unlock;
5572
5573         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5574
5575         /*
5576          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5577          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5578          * call of __mem_cgroup_threshold().
5579          */
5580         i = t->current_threshold;
5581
5582         /*
5583          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5584          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5585          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5586          * only one element of the array here.
5587          */
5588         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5589                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5590
5591         /* i = current_threshold + 1 */
5592         i++;
5593
5594         /*
5595          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5596          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5597          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5598          * only one element of the array here.
5599          */
5600         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5601                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5602
5603         /* Update current_threshold */
5604         t->current_threshold = i - 1;
5605 unlock:
5606         rcu_read_unlock();
5607 }
5608
5609 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5610 {
5611         while (memcg) {
5612                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5613                 if (do_swap_account)
5614                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5615
5616                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5617         }
5618 }
5619
5620 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5621 {
5622         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5623         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5624
5625         if (_a->threshold > _b->threshold)
5626                 return 1;
5627
5628         if (_a->threshold < _b->threshold)
5629                 return -1;
5630
5631         return 0;
5632 }
5633
5634 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5635 {
5636         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5637
5638         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5639                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5640         return 0;
5641 }
5642
5643 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5644 {
5645         struct mem_cgroup *iter;
5646
5647         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5648                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5649 }
5650
5651 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5652         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5655         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5656         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5657         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5658         u64 threshold, usage;
5659         int i, size, ret;
5660
5661         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5662         if (ret)
5663                 return ret;
5664
5665         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5666
5667         if (type == _MEM)
5668                 thresholds = &memcg->thresholds;
5669         else if (type == _MEMSWAP)
5670                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5671         else
5672                 BUG();
5673
5674         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5675
5676         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5677         if (thresholds->primary)
5678                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5679
5680         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5681
5682         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5683         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5684                         GFP_KERNEL);
5685         if (!new) {
5686                 ret = -ENOMEM;
5687                 goto unlock;
5688         }
5689         new->size = size;
5690
5691         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5692         if (thresholds->primary) {
5693                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5694                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5695         }
5696
5697         /* Add new threshold */
5698         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5699         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5700
5701         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5702         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5703                         compare_thresholds, NULL);
5704
5705         /* Find current threshold */
5706         new->current_threshold = -1;
5707         for (i = 0; i < size; i++) {
5708                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5709                         /*
5710                          * new->current_threshold will not be used until
5711                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5712                          * it here.
5713                          */
5714                         ++new->current_threshold;
5715                 } else
5716                         break;
5717         }
5718
5719         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5720         kfree(thresholds->spare);
5721         thresholds->spare = thresholds->primary;
5722
5723         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5724
5725         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5726         synchronize_rcu();
5727
5728 unlock:
5729         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5730
5731         return ret;
5732 }
5733
5734 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5735         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5736 {
5737         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5738         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5739         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5740         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5741         u64 usage;
5742         int i, j, size;
5743
5744         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5745         if (type == _MEM)
5746                 thresholds = &memcg->thresholds;
5747         else if (type == _MEMSWAP)
5748                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5749         else
5750                 BUG();
5751
5752         if (!thresholds->primary)
5753                 goto unlock;
5754
5755         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5756
5757         /* Check if a threshold crossed before removing */
5758         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5759
5760         /* Calculate new number of threshold */
5761         size = 0;
5762         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5763                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5764                         size++;
5765         }
5766
5767         new = thresholds->spare;
5768
5769         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5770         if (!size) {
5771                 kfree(new);
5772                 new = NULL;
5773                 goto swap_buffers;
5774         }
5775
5776         new->size = size;
5777
5778         /* Copy thresholds and find current threshold */
5779         new->current_threshold = -1;
5780         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5781                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5782                         continue;
5783
5784                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5785                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5786                         /*
5787                          * new->current_threshold will not be used
5788                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5789                          * it here.
5790                          */
5791                         ++new->current_threshold;
5792                 }
5793                 j++;
5794         }
5795
5796 swap_buffers:
5797         /* Swap primary and spare array */
5798         thresholds->spare = thresholds->primary;
5799         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5800         if (!new) {
5801                 kfree(thresholds->spare);
5802                 thresholds->spare = NULL;
5803         }
5804
5805         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5806
5807         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5808         synchronize_rcu();
5809 unlock:
5810         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5811 }
5812
5813 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5814         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5815 {
5816         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5817         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5818         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5819
5820         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5821         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5822         if (!event)
5823                 return -ENOMEM;
5824
5825         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5826
5827         event->eventfd = eventfd;
5828         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5829
5830         /* already in OOM ? */
5831         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5832                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5833         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5834
5835         return 0;
5836 }
5837
5838 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5839         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5840 {
5841         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5842         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5843         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5844
5845         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5846
5847         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5848
5849         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5850                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5851                         list_del(&ev->list);
5852                         kfree(ev);
5853                 }
5854         }
5855
5856         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5857 }
5858
5859 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5860         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5861 {
5862         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5863
5864         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5865
5866         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5867                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5868         else
5869                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5870         return 0;
5871 }
5872
5873 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5874         struct cftype *cft, u64 val)
5875 {
5876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5877         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5878
5879         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5880         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5881                 return -EINVAL;
5882
5883         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5884         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5885         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5886                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5887                 return -EINVAL;
5888         }
5889         memcg->oom_kill_disable = val;
5890         if (!val)
5891                 memcg_oom_recover(memcg);
5892         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5893         return 0;
5894 }
5895
5896 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5897 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5898 {
5899         int ret;
5900
5901         memcg->kmemcg_id = -1;
5902         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5903         if (ret)
5904                 return ret;
5905
5906         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5907 }
5908
5909 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5910 {
5911         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5912 }
5913
5914 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5915 {
5916         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5917                 return;
5918
5919         /*
5920          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5921          * pages, for instance, a page contain objects from various
5922          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5923          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5924          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5925          *
5926          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5927          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5928          * reference is taken here before the group is marked dead
5929          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5930          *
5931          * Although this might sound strange as this path is called from
5932          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5933          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5934          * we do not have other options because of the kmem allocations
5935          * lifetime.
5936          */
5937         css_get(&memcg->css);
5938
5939         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5940
5941         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5942                 return;
5943
5944         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5945                 css_put(&memcg->css);
5946 }
5947 #else
5948 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5949 {
5950         return 0;
5951 }
5952
5953 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5954 {
5955 }
5956
5957 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5958 {
5959 }
5960 #endif
5961
5962 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5963         {
5964                 .name = "usage_in_bytes",
5965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5966                 .read = mem_cgroup_read,
5967                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5968                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5969         },
5970         {
5971                 .name = "max_usage_in_bytes",
5972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5973                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5974                 .read = mem_cgroup_read,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "limit_in_bytes",
5978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5979                 .write_string = mem_cgroup_write,
5980                 .read = mem_cgroup_read,
5981         },
5982         {
5983                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5985                 .write_string = mem_cgroup_write,
5986                 .read = mem_cgroup_read,
5987         },
5988         {
5989                 .name = "failcnt",
5990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5991                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5992                 .read = mem_cgroup_read,
5993         },
5994         {
5995                 .name = "stat",
5996                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5997         },
5998         {
5999                 .name = "force_empty",
6000                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6001         },
6002         {
6003                 .name = "use_hierarchy",
6004                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6005                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6006                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6007         },
6008         {
6009                 .name = "swappiness",
6010                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6011                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6012         },
6013         {
6014                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6015                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6016                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "oom_control",
6020                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6021                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6022                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6023                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6024                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6025         },
6026         {
6027                 .name = "pressure_level",
6028                 .register_event = vmpressure_register_event,
6029                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6030         },
6031 #ifdef CONFIG_NUMA
6032         {
6033                 .name = "numa_stat",
6034                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6035         },
6036 #endif
6037 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6038         {
6039                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6041                 .write_string = mem_cgroup_write,
6042                 .read = mem_cgroup_read,
6043         },
6044         {
6045                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6047                 .read = mem_cgroup_read,
6048         },
6049         {
6050                 .name = "kmem.failcnt",
6051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6052                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6053                 .read = mem_cgroup_read,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6058                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060         },
6061 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6062         {
6063                 .name = "kmem.slabinfo",
6064                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6065         },
6066 #endif
6067 #endif
6068         { },    /* terminate */
6069 };
6070
6071 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6072 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6073         {
6074                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6075                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6076                 .read = mem_cgroup_read,
6077                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6078                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6079         },
6080         {
6081                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6083                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6084                 .read = mem_cgroup_read,
6085         },
6086         {
6087                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6089                 .write_string = mem_cgroup_write,
6090                 .read = mem_cgroup_read,
6091         },
6092         {
6093                 .name = "memsw.failcnt",
6094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6095                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6096                 .read = mem_cgroup_read,
6097         },
6098         { },    /* terminate */
6099 };
6100 #endif
6101 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6102 {
6103         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6104         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6105         int zone, tmp = node;
6106         /*
6107          * This routine is called against possible nodes.
6108          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6109          *
6110          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6111          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6112          *       function.
6113          */
6114         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6115                 tmp = -1;
6116         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6117         if (!pn)
6118                 return 1;
6119
6120         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6121                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6122                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6123                 mz->usage_in_excess = 0;
6124                 mz->on_tree = false;
6125                 mz->memcg = memcg;
6126         }
6127         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6128         return 0;
6129 }
6130
6131 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6132 {
6133         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6134 }
6135
6136 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6137 {
6138         struct mem_cgroup *memcg;
6139         size_t size = memcg_size();
6140
6141         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6142         if (size < PAGE_SIZE)
6143                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6144         else
6145                 memcg = vzalloc(size);
6146
6147         if (!memcg)
6148                 return NULL;
6149
6150         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6151         if (!memcg->stat)
6152                 goto out_free;
6153         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6154         return memcg;
6155
6156 out_free:
6157         if (size < PAGE_SIZE)
6158                 kfree(memcg);
6159         else
6160                 vfree(memcg);
6161         return NULL;
6162 }
6163
6164 /*
6165  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6166  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6167  *
6168  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6169  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6170  * it goes down to 0.
6171  *
6172  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6173  */
6174
6175 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6176 {
6177         int node;
6178         size_t size = memcg_size();
6179
6180         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6181
6182         for_each_node(node)
6183                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6184
6185         free_percpu(memcg->stat);
6186
6187         /*
6188          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6189          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6190          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6191          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6192          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6193          *
6194          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6195          * to move this code around, and make sure it is outside
6196          * the cgroup_lock.
6197          */
6198         disarm_static_keys(memcg);
6199         if (size < PAGE_SIZE)
6200                 kfree(memcg);
6201         else
6202                 vfree(memcg);
6203 }
6204
6205 /*
6206  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6207  */
6208 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6209 {
6210         if (!memcg->res.parent)
6211                 return NULL;
6212         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6213 }
6214 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6215
6216 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6217 {
6218         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6219         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6220         int tmp, node, zone;
6221
6222         for_each_node(node) {
6223                 tmp = node;
6224                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6225                         tmp = -1;
6226                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6227                 BUG_ON(!rtpn);
6228
6229                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6230
6231                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6232                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6233                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6234                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6235                 }
6236         }
6237 }
6238
6239 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6240 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6241 {
6242         struct mem_cgroup *memcg;
6243         long error = -ENOMEM;
6244         int node;
6245
6246         memcg = mem_cgroup_alloc();
6247         if (!memcg)
6248                 return ERR_PTR(error);
6249
6250         for_each_node(node)
6251                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6252                         goto free_out;
6253
6254         /* root ? */
6255         if (parent_css == NULL) {
6256                 root_mem_cgroup = memcg;
6257                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6258                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6259                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6260         }
6261
6262         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6263         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6264         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6265         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6266         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6267         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6268
6269         return &memcg->css;
6270
6271 free_out:
6272         __mem_cgroup_free(memcg);
6273         return ERR_PTR(error);
6274 }
6275
6276 static int
6277 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6278 {
6279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6280         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6281         int error = 0;
6282
6283         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6284                 return -ENOSPC;
6285
6286         if (!parent)
6287                 return 0;
6288
6289         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6290
6291         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6292         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6293         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6294
6295         if (parent->use_hierarchy) {
6296                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6297                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6298                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6299
6300                 /*
6301                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6302                  * core guarantees its existence.
6303                  */
6304         } else {
6305                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6306                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6307                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6308                 /*
6309                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6310                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6311                  * unfortunate state in our controller.
6312                  */
6313                 if (parent != root_mem_cgroup)
6314                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6315         }
6316
6317         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6318         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6319         return error;
6320 }
6321
6322 /*
6323  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6324  */
6325 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6326 {
6327         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6328
6329         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6330                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6331
6332         /*
6333          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6334          * explicitely.
6335          */
6336         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6337                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6338 }
6339
6340 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6341 {
6342         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6343
6344         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6345
6346         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6347         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6348         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6349         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6350 }
6351
6352 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6353 {
6354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6355
6356         memcg_destroy_kmem(memcg);
6357         __mem_cgroup_free(memcg);
6358 }
6359
6360 #ifdef CONFIG_MMU
6361 /* Handlers for move charge at task migration. */
6362 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6363 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6364 {
6365         int ret = 0;
6366         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6367         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6368
6369         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6370                 mc.precharge += count;
6371                 /* we don't need css_get for root */
6372                 return ret;
6373         }
6374         /* try to charge at once */
6375         if (count > 1) {
6376                 struct res_counter *dummy;
6377                 /*
6378                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6379                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6380                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6381                  * css_get().
6382                  */
6383                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6384                         goto one_by_one;
6385                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6386                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6387                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6388                         goto one_by_one;
6389                 }
6390                 mc.precharge += count;
6391                 return ret;
6392         }
6393 one_by_one:
6394         /* fall back to one by one charge */
6395         while (count--) {
6396                 if (signal_pending(current)) {
6397                         ret = -EINTR;
6398                         break;
6399                 }
6400                 if (!batch_count--) {
6401                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6402                         cond_resched();
6403                 }
6404                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6405                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6406                 if (ret)
6407                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6408                         return ret;
6409                 mc.precharge++;
6410         }
6411         return ret;
6412 }
6413
6414 /**
6415  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6416  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6417  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6418  * @ptent: the pte to be checked
6419  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6420  *
6421  * Returns
6422  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6423  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6424  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6425  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6426  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6427  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6428  *     in target->ent.
6429  *
6430  * Called with pte lock held.
6431  */
6432 union mc_target {
6433         struct page     *page;
6434         swp_entry_t     ent;
6435 };
6436
6437 enum mc_target_type {
6438         MC_TARGET_NONE = 0,
6439         MC_TARGET_PAGE,
6440         MC_TARGET_SWAP,
6441 };
6442
6443 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6444                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6445 {
6446         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6447
6448         if (!page || !page_mapped(page))
6449                 return NULL;
6450         if (PageAnon(page)) {
6451                 /* we don't move shared anon */
6452                 if (!move_anon())
6453                         return NULL;
6454         } else if (!move_file())
6455                 /* we ignore mapcount for file pages */
6456                 return NULL;
6457         if (!get_page_unless_zero(page))
6458                 return NULL;
6459
6460         return page;
6461 }
6462
6463 #ifdef CONFIG_SWAP
6464 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6465                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6466 {
6467         struct page *page = NULL;
6468         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6469
6470         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6471                 return NULL;
6472         /*
6473          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6474          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6475          */
6476         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6477         if (do_swap_account)
6478                 entry->val = ent.val;
6479
6480         return page;
6481 }
6482 #else
6483 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6484                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6485 {
6486         return NULL;
6487 }
6488 #endif
6489
6490 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6491                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6492 {
6493         struct page *page = NULL;
6494         struct address_space *mapping;
6495         pgoff_t pgoff;
6496
6497         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6498                 return NULL;
6499         if (!move_file())
6500                 return NULL;
6501
6502         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6503         if (pte_none(ptent))
6504                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6505         else /* pte_file(ptent) is true */
6506                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6507
6508         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6509         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6510
6511 #ifdef CONFIG_SWAP
6512         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6513         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6514                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6515                 if (do_swap_account)
6516                         *entry = swap;
6517                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6518         }
6519 #endif
6520         return page;
6521 }
6522
6523 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6524                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6525 {
6526         struct page *page = NULL;
6527         struct page_cgroup *pc;
6528         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6529         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6530
6531         if (pte_present(ptent))
6532                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6533         else if (is_swap_pte(ptent))
6534                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6535         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6536                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6537
6538         if (!page && !ent.val)
6539                 return ret;
6540         if (page) {
6541                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6542                 /*
6543                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6544                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6545                  * the lock.
6546                  */
6547                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6548                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6549                         if (target)
6550                                 target->page = page;
6551                 }
6552                 if (!ret || !target)
6553                         put_page(page);
6554         }
6555         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6556         if (ent.val && !ret &&
6557             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6558                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6559                 if (target)
6560                         target->ent = ent;
6561         }
6562         return ret;
6563 }
6564
6565 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6566 /*
6567  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6568  * support them for now.
6569  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6570  */
6571 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6572                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6573 {
6574         struct page *page = NULL;
6575         struct page_cgroup *pc;
6576         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6577
6578         page = pmd_page(pmd);
6579         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6580         if (!move_anon())
6581                 return ret;
6582         pc = lookup_page_cgroup(page);
6583         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6584                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6585                 if (target) {
6586                         get_page(page);
6587                         target->page = page;
6588                 }
6589         }
6590         return ret;
6591 }
6592 #else
6593 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6594                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6595 {
6596         return MC_TARGET_NONE;
6597 }
6598 #endif
6599
6600 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6601                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6602                                         struct mm_walk *walk)
6603 {
6604         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6605         pte_t *pte;
6606         spinlock_t *ptl;
6607
6608         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6609                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6610                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6611                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6612                 return 0;
6613         }
6614
6615         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6616                 return 0;
6617         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6618         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6619                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6620                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6621         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6622         cond_resched();
6623
6624         return 0;
6625 }
6626
6627 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6628 {
6629         unsigned long precharge;
6630         struct vm_area_struct *vma;
6631
6632         down_read(&mm->mmap_sem);
6633         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6634                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6635                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6636                         .mm = mm,
6637                         .private = vma,
6638                 };
6639                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6640                         continue;
6641                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6642                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6643         }
6644         up_read(&mm->mmap_sem);
6645
6646         precharge = mc.precharge;
6647         mc.precharge = 0;
6648
6649         return precharge;
6650 }
6651
6652 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6653 {
6654         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6655
6656         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6657         mc.moving_task = current;
6658         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6659 }
6660
6661 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6662 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6663 {
6664         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6665         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6666         int i;
6667
6668         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6669         if (mc.precharge) {
6670                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6671                 mc.precharge = 0;
6672         }
6673         /*
6674          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6675          * we must uncharge here.
6676          */
6677         if (mc.moved_charge) {
6678                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6679                 mc.moved_charge = 0;
6680         }
6681         /* we must fixup refcnts and charges */
6682         if (mc.moved_swap) {
6683                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6684                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6685                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6686                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6687
6688                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6689                         css_put(&mc.from->css);
6690
6691                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6692                         /*
6693                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6694                          * uncharge to->res.
6695                          */
6696                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6697                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6698                 }
6699                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6700                 mc.moved_swap = 0;
6701         }
6702         memcg_oom_recover(from);
6703         memcg_oom_recover(to);
6704         wake_up_all(&mc.waitq);
6705 }
6706
6707 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6708 {
6709         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6710
6711         /*
6712          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6713          * task migration.
6714          */
6715         mc.moving_task = NULL;
6716         __mem_cgroup_clear_mc();
6717         spin_lock(&mc.lock);
6718         mc.from = NULL;
6719         mc.to = NULL;
6720         spin_unlock(&mc.lock);
6721         mem_cgroup_end_move(from);
6722 }
6723
6724 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6725                                  struct cgroup_taskset *tset)
6726 {
6727         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6728         int ret = 0;
6729         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6730         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6731
6732         /*
6733          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6734          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6735          * So we need to save it, and keep it going.
6736          */
6737         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6738         if (move_charge_at_immigrate) {
6739                 struct mm_struct *mm;
6740                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6741
6742                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6743
6744                 mm = get_task_mm(p);
6745                 if (!mm)
6746                         return 0;
6747                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6748                 if (mm->owner == p) {
6749                         VM_BUG_ON(mc.from);
6750                         VM_BUG_ON(mc.to);
6751                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6752                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6753                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6754                         mem_cgroup_start_move(from);
6755                         spin_lock(&mc.lock);
6756                         mc.from = from;
6757                         mc.to = memcg;
6758                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6759                         spin_unlock(&mc.lock);
6760                         /* We set mc.moving_task later */
6761
6762                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6763                         if (ret)
6764                                 mem_cgroup_clear_mc();
6765                 }
6766                 mmput(mm);
6767         }
6768         return ret;
6769 }
6770
6771 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6772                                      struct cgroup_taskset *tset)
6773 {
6774         mem_cgroup_clear_mc();
6775 }
6776
6777 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6778                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6779                                 struct mm_walk *walk)
6780 {
6781         int ret = 0;
6782         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6783         pte_t *pte;
6784         spinlock_t *ptl;
6785         enum mc_target_type target_type;
6786         union mc_target target;
6787         struct page *page;
6788         struct page_cgroup *pc;
6789
6790         /*
6791          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6792          * happens because:
6793          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6794          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6795          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6796          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6797          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6798          *    part of thp split is not executed yet.
6799          */
6800         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6801                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6802                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6803                         return 0;
6804                 }
6805                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6806                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6807                         page = target.page;
6808                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6809                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6810                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6811                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6812                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6813                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6814                                 }
6815                                 putback_lru_page(page);
6816                         }
6817                         put_page(page);
6818                 }
6819                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6820                 return 0;
6821         }
6822
6823         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6824                 return 0;
6825 retry:
6826         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6827         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6828                 pte_t ptent = *(pte++);
6829                 swp_entry_t ent;
6830
6831                 if (!mc.precharge)
6832                         break;
6833
6834                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6835                 case MC_TARGET_PAGE:
6836                         page = target.page;
6837                         if (isolate_lru_page(page))
6838                                 goto put;
6839                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6840                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6841                                                      mc.from, mc.to)) {
6842                                 mc.precharge--;
6843                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6844                                 mc.moved_charge++;
6845                         }
6846                         putback_lru_page(page);
6847 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6848                         put_page(page);
6849                         break;
6850                 case MC_TARGET_SWAP:
6851                         ent = target.ent;
6852                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6853                                 mc.precharge--;
6854                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6855                                 mc.moved_swap++;
6856                         }
6857                         break;
6858                 default:
6859                         break;
6860                 }
6861         }
6862         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6863         cond_resched();
6864
6865         if (addr != end) {
6866                 /*
6867                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6868                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6869                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6870                  * phase.
6871                  */
6872                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6873                 if (!ret)
6874                         goto retry;
6875         }
6876
6877         return ret;
6878 }
6879
6880 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6881 {
6882         struct vm_area_struct *vma;
6883
6884         lru_add_drain_all();
6885 retry:
6886         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6887                 /*
6888                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6889                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6890                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6891                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6892                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6893                  */
6894                 __mem_cgroup_clear_mc();
6895                 cond_resched();
6896                 goto retry;
6897         }
6898         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6899                 int ret;
6900                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6901                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6902                         .mm = mm,
6903                         .private = vma,
6904                 };
6905                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6906                         continue;
6907                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6908                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6909                 if (ret)
6910                         /*
6911                          * means we have consumed all precharges and failed in
6912                          * doing additional charge. Just abandon here.
6913                          */
6914                         break;
6915         }
6916         up_read(&mm->mmap_sem);
6917 }
6918
6919 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6920                                  struct cgroup_taskset *tset)
6921 {
6922         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6923         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6924
6925         if (mm) {
6926                 if (mc.to)
6927                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6928                 mmput(mm);
6929         }
6930         if (mc.to)
6931                 mem_cgroup_clear_mc();
6932 }
6933 #else   /* !CONFIG_MMU */
6934 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6935                                  struct cgroup_taskset *tset)
6936 {
6937         return 0;
6938 }
6939 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6940                                      struct cgroup_taskset *tset)
6941 {
6942 }
6943 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6944                                  struct cgroup_taskset *tset)
6945 {
6946 }
6947 #endif
6948
6949 /*
6950  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6951  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6952  */
6953 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6954 {
6955         /*
6956          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6957          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6958          * on for the root memcg is enough.
6959          */
6960         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6961                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6962 }
6963
6964 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6965         .name = "memory",
6966         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6967         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6968         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6969         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6970         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6971         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6972         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6973         .attach = mem_cgroup_move_task,
6974         .bind = mem_cgroup_bind,
6975         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6976         .early_init = 0,
6977 };
6978
6979 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6980 static int __init enable_swap_account(char *s)
6981 {
6982         if (!strcmp(s, "1"))
6983                 really_do_swap_account = 1;
6984         else if (!strcmp(s, "0"))
6985                 really_do_swap_account = 0;
6986         return 1;
6987 }
6988 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6989
6990 static void __init memsw_file_init(void)
6991 {
6992         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6993 }
6994
6995 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6996 {
6997         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6998                 do_swap_account = 1;
6999                 memsw_file_init();
7000         }
7001 }
7002
7003 #else
7004 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7005 {
7006 }
7007 #endif
7008
7009 /*
7010  * subsys_initcall() for memory controller.
7011  *
7012  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7013  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7014  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7015  * be initialized from here.
7016  */
7017 static int __init mem_cgroup_init(void)
7018 {
7019         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7020         enable_swap_cgroup();
7021         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7022         memcg_stock_init();
7023         return 0;
7024 }
7025 subsys_initcall(mem_cgroup_init);