Merge tag 'pm+acpi-3.16-rc1-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafae...
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
677 {
678         int nid = zone_to_nid(zone);
679         int zid = zone_idx(zone);
680
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
746                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
747 {
748         if (!mz->on_tree)
749                 return;
750         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
751         mz->on_tree = false;
752 }
753
754 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         spin_lock(&mctz->lock);
758         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
759         spin_unlock(&mctz->lock);
760 }
761
762
763 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
764 {
765         unsigned long long excess;
766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
767         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
768
769         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
770         /*
771          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
772          * because their event counter is not touched.
773          */
774         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
775                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
776                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
777                 /*
778                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
779                  * mem is over its softlimit.
780                  */
781                 if (excess || mz->on_tree) {
782                         spin_lock(&mctz->lock);
783                         /* if on-tree, remove it */
784                         if (mz->on_tree)
785                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
786                         /*
787                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
788                          * If excess is 0, no tree ops.
789                          */
790                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
791                         spin_unlock(&mctz->lock);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
797 {
798         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800         int nid, zid;
801
802         for_each_node(nid) {
803                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
804                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
805                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
806                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807                 }
808         }
809 }
810
811 static struct mem_cgroup_per_zone *
812 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
813 {
814         struct rb_node *rightmost = NULL;
815         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
816
817 retry:
818         mz = NULL;
819         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
820         if (!rightmost)
821                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
822
823         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
824         /*
825          * Remove the node now but someone else can add it back,
826          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
827          * position in the tree.
828          */
829         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
830         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
831             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
832                 goto retry;
833 done:
834         return mz;
835 }
836
837 static struct mem_cgroup_per_zone *
838 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
839 {
840         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
841
842         spin_lock(&mctz->lock);
843         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
844         spin_unlock(&mctz->lock);
845         return mz;
846 }
847
848 /*
849  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
850  *
851  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
852  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
853  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
854  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
855  *
856  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
857  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
858  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
859  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
860  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
861  *
862  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
863  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
864  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
865  * implemented.
866  */
867 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
868                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
869 {
870         long val = 0;
871         int cpu;
872
873         get_online_cpus();
874         for_each_online_cpu(cpu)
875                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
876 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
877         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
878         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
879         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
880 #endif
881         put_online_cpus();
882         return val;
883 }
884
885 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
886                                          bool charge)
887 {
888         int val = (charge) ? 1 : -1;
889         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
890 }
891
892 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
893                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
894 {
895         unsigned long val = 0;
896         int cpu;
897
898         get_online_cpus();
899         for_each_online_cpu(cpu)
900                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
901 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
902         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
903         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
904         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
905 #endif
906         put_online_cpus();
907         return val;
908 }
909
910 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
911                                          struct page *page,
912                                          bool anon, int nr_pages)
913 {
914         /*
915          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
916          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
917          */
918         if (anon)
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
920                                 nr_pages);
921         else
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
923                                 nr_pages);
924
925         if (PageTransHuge(page))
926                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
927                                 nr_pages);
928
929         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
930         if (nr_pages > 0)
931                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
932         else {
933                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
934                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
935         }
936
937         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
938 }
939
940 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
941 {
942         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
943
944         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
945         return mz->lru_size[lru];
946 }
947
948 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
949                                                   int nid,
950                                                   unsigned int lru_mask)
951 {
952         unsigned long nr = 0;
953         int zid;
954
955         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
956
957         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
958                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959                 enum lru_list lru;
960
961                 for_each_lru(lru) {
962                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
963                                 continue;
964                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
965                         nr += mz->lru_size[lru];
966                 }
967         }
968         return nr;
969 }
970
971 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
972                         unsigned int lru_mask)
973 {
974         unsigned long nr = 0;
975         int nid;
976
977         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
978                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
979         return nr;
980 }
981
982 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
983                                        enum mem_cgroup_events_target target)
984 {
985         unsigned long val, next;
986
987         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
988         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
989         /* from time_after() in jiffies.h */
990         if ((long)next - (long)val < 0) {
991                 switch (target) {
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
993                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
996                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
999                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         break;
1003                 }
1004                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1005                 return true;
1006         }
1007         return false;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Check events in order.
1012  *
1013  */
1014 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1015 {
1016         preempt_disable();
1017         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1018         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1020                 bool do_softlimit;
1021                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1022
1023                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1024                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1025 #if MAX_NUMNODES > 1
1026                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1027                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1028 #endif
1029                 preempt_enable();
1030
1031                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1032                 if (unlikely(do_softlimit))
1033                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1034 #if MAX_NUMNODES > 1
1035                 if (unlikely(do_numainfo))
1036                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1037 #endif
1038         } else
1039                 preempt_enable();
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1053 }
1054
1055 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         do {
1061                 /*
1062                  * Page cache insertions can happen withou an
1063                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1064                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1065                  */
1066                 if (unlikely(!mm))
1067                         memcg = root_mem_cgroup;
1068                 else {
1069                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1070                         if (unlikely(!memcg))
1071                                 memcg = root_mem_cgroup;
1072                 }
1073         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1074         rcu_read_unlock();
1075         return memcg;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1080  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1081  *
1082  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1083  */
1084 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1085                 struct mem_cgroup *last_visited)
1086 {
1087         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1088
1089         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1090 skip_node:
1091         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1092
1093         /*
1094          * Even if we found a group we have to make sure it is
1095          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1096          * skipped and we should continue the tree walk.
1097          * last_visited css is safe to use because it is
1098          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1099          *
1100          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1101          * because we might race with the root removal when it would
1102          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1103          * would end up in an endless loop because it expects that at
1104          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1105          * because caller of the iterator should hold it already so
1106          * skipping css reference should be safe.
1107          */
1108         if (next_css) {
1109                 if ((next_css == &root->css) ||
1110                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1111                      css_tryget_online(next_css)))
1112                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1113
1114                 prev_css = next_css;
1115                 goto skip_node;
1116         }
1117
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1122 {
1123         /*
1124          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1125          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1126          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1127          */
1128         atomic_inc(&root->dead_count);
1129 }
1130
1131 static struct mem_cgroup *
1132 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1133                      struct mem_cgroup *root,
1134                      int *sequence)
1135 {
1136         struct mem_cgroup *position = NULL;
1137         /*
1138          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1139          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1140          *
1141          * If the iterator is valid, we may still race with an
1142          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1143          * released, tryget will fail if we lost the race.
1144          */
1145         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1146         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1147                 smp_rmb();
1148                 position = iter->last_visited;
1149
1150                 /*
1151                  * We cannot take a reference to root because we might race
1152                  * with root removal and returning NULL would end up in
1153                  * an endless loop on the iterator user level when root
1154                  * would be returned all the time.
1155                  */
1156                 if (position && position != root &&
1157                     !css_tryget_online(&position->css))
1158                         position = NULL;
1159         }
1160         return position;
1161 }
1162
1163 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1164                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1165                                    struct mem_cgroup *new_position,
1166                                    struct mem_cgroup *root,
1167                                    int sequence)
1168 {
1169         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1170         if (last_visited && last_visited != root)
1171                 css_put(&last_visited->css);
1172         /*
1173          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1174          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1175          * don't lose destruction events in between.  We could have
1176          * raced with the destruction of @new_position after all.
1177          */
1178         iter->last_visited = new_position;
1179         smp_wmb();
1180         iter->last_dead_count = sequence;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1185  * @root: hierarchy root
1186  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1187  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1188  *
1189  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1190  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1191  *
1192  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1193  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1194  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1195  *
1196  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1197  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1198  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1199  */
1200 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1201                                    struct mem_cgroup *prev,
1202                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1203 {
1204         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1205         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1206
1207         if (mem_cgroup_disabled())
1208                 return NULL;
1209
1210         if (!root)
1211                 root = root_mem_cgroup;
1212
1213         if (prev && !reclaim)
1214                 last_visited = prev;
1215
1216         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1217                 if (prev)
1218                         goto out_css_put;
1219                 return root;
1220         }
1221
1222         rcu_read_lock();
1223         while (!memcg) {
1224                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1225                 int uninitialized_var(seq);
1226
1227                 if (reclaim) {
1228                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1229
1230                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1231                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1232                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1233                                 iter->last_visited = NULL;
1234                                 goto out_unlock;
1235                         }
1236
1237                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1238                 }
1239
1240                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1241
1242                 if (reclaim) {
1243                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1244                                         seq);
1245
1246                         if (!memcg)
1247                                 iter->generation++;
1248                         else if (!prev && memcg)
1249                                 reclaim->generation = iter->generation;
1250                 }
1251
1252                 if (prev && !memcg)
1253                         goto out_unlock;
1254         }
1255 out_unlock:
1256         rcu_read_unlock();
1257 out_css_put:
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260
1261         return memcg;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1266  * @root: hierarchy root
1267  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1268  */
1269 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1270                            struct mem_cgroup *prev)
1271 {
1272         if (!root)
1273                 root = root_mem_cgroup;
1274         if (prev && prev != root)
1275                 css_put(&prev->css);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1280  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1281  * be used for reference counting.
1282  */
1283 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1284         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1285              iter != NULL;                              \
1286              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1287
1288 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1289         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1290              iter != NULL;                              \
1291              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1292
1293 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1294 {
1295         struct mem_cgroup *memcg;
1296
1297         rcu_read_lock();
1298         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1299         if (unlikely(!memcg))
1300                 goto out;
1301
1302         switch (idx) {
1303         case PGFAULT:
1304                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1305                 break;
1306         case PGMAJFAULT:
1307                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1308                 break;
1309         default:
1310                 BUG();
1311         }
1312 out:
1313         rcu_read_unlock();
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1316
1317 /**
1318  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1319  * @zone: zone of the wanted lruvec
1320  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1321  *
1322  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1323  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1324  * is disabled.
1325  */
1326 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1327                                       struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1330         struct lruvec *lruvec;
1331
1332         if (mem_cgroup_disabled()) {
1333                 lruvec = &zone->lruvec;
1334                 goto out;
1335         }
1336
1337         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1338         lruvec = &mz->lruvec;
1339 out:
1340         /*
1341          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1342          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1343          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1344          */
1345         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1346                 lruvec->zone = zone;
1347         return lruvec;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1352  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1353  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1354  *
1355  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1356  * 1. charge
1357  * 2. moving account
1358  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1359  * It is added to LRU before charge.
1360  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1361  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1362  */
1363
1364 /**
1365  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1366  * @page: the page
1367  * @zone: zone of the page
1368  */
1369 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1370 {
1371         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1372         struct mem_cgroup *memcg;
1373         struct page_cgroup *pc;
1374         struct lruvec *lruvec;
1375
1376         if (mem_cgroup_disabled()) {
1377                 lruvec = &zone->lruvec;
1378                 goto out;
1379         }
1380
1381         pc = lookup_page_cgroup(page);
1382         memcg = pc->mem_cgroup;
1383
1384         /*
1385          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1386          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1387          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1388          *
1389          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1390          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1391          * of pc->mem_cgroup safe.
1392          */
1393         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1394                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1395
1396         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1397         lruvec = &mz->lruvec;
1398 out:
1399         /*
1400          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1401          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1402          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1403          */
1404         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1405                 lruvec->zone = zone;
1406         return lruvec;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1411  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1412  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1413  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1414  *
1415  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1416  * lru list.
1417  */
1418 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1419                                 int nr_pages)
1420 {
1421         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1422         unsigned long *lru_size;
1423
1424         if (mem_cgroup_disabled())
1425                 return;
1426
1427         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1428         lru_size = mz->lru_size + lru;
1429         *lru_size += nr_pages;
1430         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1435  * hierarchy subtree
1436  */
1437 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1438                                   struct mem_cgroup *memcg)
1439 {
1440         if (root_memcg == memcg)
1441                 return true;
1442         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1443                 return false;
1444         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1445 }
1446
1447 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1448                                        struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         bool ret;
1451
1452         rcu_read_lock();
1453         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1454         rcu_read_unlock();
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1459                         const struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1462         struct task_struct *p;
1463         bool ret;
1464
1465         p = find_lock_task_mm(task);
1466         if (p) {
1467                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1468                 task_unlock(p);
1469         } else {
1470                 /*
1471                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1472                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1473                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1474                  */
1475                 rcu_read_lock();
1476                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1477                 if (curr)
1478                         css_get(&curr->css);
1479                 rcu_read_unlock();
1480         }
1481         /*
1482          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1483          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1484          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1485          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1486          */
1487         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1488         css_put(&curr->css);
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1493 {
1494         unsigned long inactive_ratio;
1495         unsigned long inactive;
1496         unsigned long active;
1497         unsigned long gb;
1498
1499         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1500         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1501
1502         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1503         if (gb)
1504                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1505         else
1506                 inactive_ratio = 1;
1507
1508         return inactive * inactive_ratio < active;
1509 }
1510
1511 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1512         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1513
1514 /**
1515  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1516  * @memcg: the memory cgroup
1517  *
1518  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1519  * pages.
1520  */
1521 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         unsigned long long margin;
1524
1525         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1526         if (do_swap_account)
1527                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1528         return margin >> PAGE_SHIFT;
1529 }
1530
1531 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         /* root ? */
1534         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1535                 return vm_swappiness;
1536
1537         return memcg->swappiness;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1542  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1543  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1544  * rcu_read_lock(), like this:
1545  *
1546  *         CPU-A                                    CPU-B
1547  *                                              rcu_read_lock()
1548  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1549  *                                                   take heavy locks.
1550  *         synchronize_rcu()                    update something.
1551  *                                              rcu_read_unlock()
1552  *         start move here.
1553  */
1554
1555 /* for quick checking without looking up memcg */
1556 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1557
1558 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1559 {
1560         atomic_inc(&memcg_moving);
1561         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1562         synchronize_rcu();
1563 }
1564
1565 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         /*
1568          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1569          * We check NULL in callee rather than caller.
1570          */
1571         if (memcg) {
1572                 atomic_dec(&memcg_moving);
1573                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1574         }
1575 }
1576
1577 /*
1578  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1579  *
1580  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1581  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1582  * caused by "move".
1583  */
1584 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         struct mem_cgroup *from;
1587         struct mem_cgroup *to;
1588         bool ret = false;
1589         /*
1590          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1591          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1592          */
1593         spin_lock(&mc.lock);
1594         from = mc.from;
1595         to = mc.to;
1596         if (!from)
1597                 goto unlock;
1598
1599         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1600                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1601 unlock:
1602         spin_unlock(&mc.lock);
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1607 {
1608         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1609                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1610                         DEFINE_WAIT(wait);
1611                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1612                         /* moving charge context might have finished. */
1613                         if (mc.moving_task)
1614                                 schedule();
1615                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1616                         return true;
1617                 }
1618         }
1619         return false;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Take this lock when
1624  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1625  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1626  */
1627 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                   unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1634                                 unsigned long *flags)
1635 {
1636         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1637 }
1638
1639 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1640 /**
1641  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1642  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1643  * @p: Task that is going to be killed
1644  *
1645  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1646  * enabled
1647  */
1648 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1649 {
1650         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1651         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1652         struct mem_cgroup *iter;
1653         unsigned int i;
1654
1655         if (!p)
1656                 return;
1657
1658         mutex_lock(&oom_info_lock);
1659         rcu_read_lock();
1660
1661         pr_info("Task in ");
1662         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1663         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1664         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1665         pr_info("\n");
1666
1667         rcu_read_unlock();
1668
1669         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1670                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1671                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1672                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1673         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1674                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1675                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1677         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1679                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1681
1682         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1683                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1684                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1685                 pr_cont(":");
1686
1687                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1688                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1689                                 continue;
1690                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1691                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1692                 }
1693
1694                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1695                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1696                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1697
1698                 pr_cont("\n");
1699         }
1700         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1705  * 1(self count) if no children.
1706  */
1707 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         int num = 0;
1710         struct mem_cgroup *iter;
1711
1712         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1713                 num++;
1714         return num;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1719  */
1720 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1721 {
1722         u64 limit;
1723
1724         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1725
1726         /*
1727          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1728          */
1729         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1730                 u64 memsw;
1731
1732                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1733                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1734
1735                 /*
1736                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1737                  * available to this memcg, return that limit.
1738                  */
1739                 limit = min(limit, memsw);
1740         }
1741
1742         return limit;
1743 }
1744
1745 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1746                                      int order)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749         unsigned long chosen_points = 0;
1750         unsigned long totalpages;
1751         unsigned int points = 0;
1752         struct task_struct *chosen = NULL;
1753
1754         /*
1755          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1756          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1757          * quickly exit and free its memory.
1758          */
1759         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1760                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1761                 return;
1762         }
1763
1764         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1765         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1767                 struct css_task_iter it;
1768                 struct task_struct *task;
1769
1770                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1771                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1772                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1773                                                         false)) {
1774                         case OOM_SCAN_SELECT:
1775                                 if (chosen)
1776                                         put_task_struct(chosen);
1777                                 chosen = task;
1778                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1779                                 get_task_struct(chosen);
1780                                 /* fall through */
1781                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1782                                 continue;
1783                         case OOM_SCAN_ABORT:
1784                                 css_task_iter_end(&it);
1785                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1786                                 if (chosen)
1787                                         put_task_struct(chosen);
1788                                 return;
1789                         case OOM_SCAN_OK:
1790                                 break;
1791                         };
1792                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1793                         if (!points || points < chosen_points)
1794                                 continue;
1795                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1796                         if (points == chosen_points &&
1797                             thread_group_leader(chosen))
1798                                 continue;
1799
1800                         if (chosen)
1801                                 put_task_struct(chosen);
1802                         chosen = task;
1803                         chosen_points = points;
1804                         get_task_struct(chosen);
1805                 }
1806                 css_task_iter_end(&it);
1807         }
1808
1809         if (!chosen)
1810                 return;
1811         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1812         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1813                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1814 }
1815
1816 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1817                                         gfp_t gfp_mask,
1818                                         unsigned long flags)
1819 {
1820         unsigned long total = 0;
1821         bool noswap = false;
1822         int loop;
1823
1824         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1825                 noswap = true;
1826         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1827                 noswap = true;
1828
1829         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1830                 if (loop)
1831                         drain_all_stock_async(memcg);
1832                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1833                 /*
1834                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1835                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1836                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1837                  */
1838                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1839                         break;
1840                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1841                         break;
1842                 /*
1843                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1844                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1845                  */
1846                 if (loop && !total)
1847                         break;
1848         }
1849         return total;
1850 }
1851
1852 /**
1853  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1854  * @memcg: the target memcg
1855  * @nid: the node ID to be checked.
1856  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1857  *
1858  * This function returns whether the specified memcg contains any
1859  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1860  * pages in the node.
1861  */
1862 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1863                 int nid, bool noswap)
1864 {
1865         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1866                 return true;
1867         if (noswap || !total_swap_pages)
1868                 return false;
1869         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1870                 return true;
1871         return false;
1872
1873 }
1874 #if MAX_NUMNODES > 1
1875
1876 /*
1877  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1878  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1879  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1880  *
1881  */
1882 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1883 {
1884         int nid;
1885         /*
1886          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1887          * pagein/pageout changes since the last update.
1888          */
1889         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1890                 return;
1891         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1892                 return;
1893
1894         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1895         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1896
1897         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1898
1899                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1900                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1901         }
1902
1903         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1904         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1909  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1910  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1911  *
1912  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1913  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1914  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1915  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1916  *
1917  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1918  */
1919 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1920 {
1921         int node;
1922
1923         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1924         node = memcg->last_scanned_node;
1925
1926         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1927         if (node == MAX_NUMNODES)
1928                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1929         /*
1930          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1931          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1932          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1933          * we use curret node.
1934          */
1935         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1936                 node = numa_node_id();
1937
1938         memcg->last_scanned_node = node;
1939         return node;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1944  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1945  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1946  * enough new information. We need to do double check.
1947  */
1948 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1949 {
1950         int nid;
1951
1952         /*
1953          * quick check...making use of scan_node.
1954          * We can skip unused nodes.
1955          */
1956         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1957                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1958                      nid < MAX_NUMNODES;
1959                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1960
1961                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1962                                 return true;
1963                 }
1964         }
1965         /*
1966          * Check rest of nodes.
1967          */
1968         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1969                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1970                         continue;
1971                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1972                         return true;
1973         }
1974         return false;
1975 }
1976
1977 #else
1978 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         return 0;
1981 }
1982
1983 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1984 {
1985         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1986 }
1987 #endif
1988
1989 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1990                                    struct zone *zone,
1991                                    gfp_t gfp_mask,
1992                                    unsigned long *total_scanned)
1993 {
1994         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1995         int total = 0;
1996         int loop = 0;
1997         unsigned long excess;
1998         unsigned long nr_scanned;
1999         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2000                 .zone = zone,
2001                 .priority = 0,
2002         };
2003
2004         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2005
2006         while (1) {
2007                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2008                 if (!victim) {
2009                         loop++;
2010                         if (loop >= 2) {
2011                                 /*
2012                                  * If we have not been able to reclaim
2013                                  * anything, it might because there are
2014                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2015                                  */
2016                                 if (!total)
2017                                         break;
2018                                 /*
2019                                  * We want to do more targeted reclaim.
2020                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2021                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2022                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2023                                  */
2024                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2025                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2026                                         break;
2027                         }
2028                         continue;
2029                 }
2030                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2031                         continue;
2032                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2033                                                      zone, &nr_scanned);
2034                 *total_scanned += nr_scanned;
2035                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2036                         break;
2037         }
2038         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2039         return total;
2040 }
2041
2042 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2043 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2044         .name = "memcg_oom_lock",
2045 };
2046 #endif
2047
2048 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2049
2050 /*
2051  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2052  * If someone is running, return false.
2053  */
2054 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2055 {
2056         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2057
2058         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2059
2060         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2061                 if (iter->oom_lock) {
2062                         /*
2063                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2064                          * so we cannot give a lock.
2065                          */
2066                         failed = iter;
2067                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2068                         break;
2069                 } else
2070                         iter->oom_lock = true;
2071         }
2072
2073         if (failed) {
2074                 /*
2075                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2076                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2077                  */
2078                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2079                         if (iter == failed) {
2080                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2081                                 break;
2082                         }
2083                         iter->oom_lock = false;
2084                 }
2085         } else
2086                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2087
2088         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2089
2090         return !failed;
2091 }
2092
2093 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2094 {
2095         struct mem_cgroup *iter;
2096
2097         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2098         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2099         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2100                 iter->oom_lock = false;
2101         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2102 }
2103
2104 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *iter;
2107
2108         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2109                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2110 }
2111
2112 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *iter;
2115
2116         /*
2117          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2118          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2119          * atomic_add_unless() here.
2120          */
2121         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2122                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2123 }
2124
2125 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2126
2127 struct oom_wait_info {
2128         struct mem_cgroup *memcg;
2129         wait_queue_t    wait;
2130 };
2131
2132 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2133         unsigned mode, int sync, void *arg)
2134 {
2135         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2136         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2137         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2138
2139         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2140         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2141
2142         /*
2143          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2144          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2145          */
2146         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2147                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2148                 return 0;
2149         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2150 }
2151
2152 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2153 {
2154         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2155         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2156         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2157 }
2158
2159 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2160 {
2161         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2162                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2163 }
2164
2165 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2166 {
2167         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2168                 return;
2169         /*
2170          * We are in the middle of the charge context here, so we
2171          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2172          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2173          *
2174          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2175          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2176          * invocation might not even be necessary.
2177          *
2178          * That's why we don't do anything here except remember the
2179          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2180          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2181          * and when we know whether the fault was overall successful.
2182          */
2183         css_get(&memcg->css);
2184         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2185         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2186         current->memcg_oom.order = order;
2187 }
2188
2189 /**
2190  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2191  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2192  *
2193  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2194  * handler was enabled.
2195  *
2196  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2197  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2198  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2199  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2200  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2201  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2202  *
2203  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2204  * completed, %false otherwise.
2205  */
2206 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2207 {
2208         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2209         struct oom_wait_info owait;
2210         bool locked;
2211
2212         /* OOM is global, do not handle */
2213         if (!memcg)
2214                 return false;
2215
2216         if (!handle)
2217                 goto cleanup;
2218
2219         owait.memcg = memcg;
2220         owait.wait.flags = 0;
2221         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2222         owait.wait.private = current;
2223         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2224
2225         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2226         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2227
2228         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2229
2230         if (locked)
2231                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2232
2233         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2234                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2235                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2236                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2237                                          current->memcg_oom.order);
2238         } else {
2239                 schedule();
2240                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2241                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2242         }
2243
2244         if (locked) {
2245                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2246                 /*
2247                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2248                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2249                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2250                  */
2251                 memcg_oom_recover(memcg);
2252         }
2253 cleanup:
2254         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2255         css_put(&memcg->css);
2256         return true;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2261  *
2262  * Notes: Race condition
2263  *
2264  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2265  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2266  * to do so _always_.
2267  *
2268  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2269  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2270  * are no race with "charge".
2271  *
2272  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2273  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2274  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2275  * by flags.
2276  *
2277  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2278  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2279  * of race or not. If there is, we take a lock.
2280  */
2281
2282 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2283                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2284 {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct page_cgroup *pc;
2287
2288         pc = lookup_page_cgroup(page);
2289 again:
2290         memcg = pc->mem_cgroup;
2291         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2292                 return;
2293         /*
2294          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2295          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2296          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2297          * rcu_read_unlock().
2298          */
2299         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2300         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2301                 return;
2302
2303         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2304         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2305                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2306                 goto again;
2307         }
2308         *locked = true;
2309 }
2310
2311 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2312 {
2313         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2314
2315         /*
2316          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2317          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2318          * should take move_lock_mem_cgroup().
2319          */
2320         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2321 }
2322
2323 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2324                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2325 {
2326         struct mem_cgroup *memcg;
2327         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2328         unsigned long uninitialized_var(flags);
2329
2330         if (mem_cgroup_disabled())
2331                 return;
2332
2333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2334         memcg = pc->mem_cgroup;
2335         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2336                 return;
2337
2338         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2343  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2344  */
2345 #define CHARGE_BATCH    32U
2346 struct memcg_stock_pcp {
2347         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2348         unsigned int nr_pages;
2349         struct work_struct work;
2350         unsigned long flags;
2351 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2352 };
2353 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2354 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2355
2356 /**
2357  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2358  * @memcg: memcg to consume from.
2359  * @nr_pages: how many pages to charge.
2360  *
2361  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2362  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2363  * service an allocation will refill the stock.
2364  *
2365  * returns true if successful, false otherwise.
2366  */
2367 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2368 {
2369         struct memcg_stock_pcp *stock;
2370         bool ret = true;
2371
2372         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2373                 return false;
2374
2375         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2376         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2377                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2378         else /* need to call res_counter_charge */
2379                 ret = false;
2380         put_cpu_var(memcg_stock);
2381         return ret;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2386  */
2387 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2388 {
2389         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2390
2391         if (stock->nr_pages) {
2392                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2393
2394                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2395                 if (do_swap_account)
2396                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2397                 stock->nr_pages = 0;
2398         }
2399         stock->cached = NULL;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2404  * a thread which is pinned to local cpu.
2405  */
2406 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2407 {
2408         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2409         drain_stock(stock);
2410         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2411 }
2412
2413 static void __init memcg_stock_init(void)
2414 {
2415         int cpu;
2416
2417         for_each_possible_cpu(cpu) {
2418                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2419                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2426  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2427  */
2428 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2429 {
2430         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2431
2432         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2433                 drain_stock(stock);
2434                 stock->cached = memcg;
2435         }
2436         stock->nr_pages += nr_pages;
2437         put_cpu_var(memcg_stock);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2442  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2443  * until the work is done.
2444  */
2445 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2446 {
2447         int cpu, curcpu;
2448
2449         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2450         get_online_cpus();
2451         curcpu = get_cpu();
2452         for_each_online_cpu(cpu) {
2453                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2454                 struct mem_cgroup *memcg;
2455
2456                 memcg = stock->cached;
2457                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2458                         continue;
2459                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2460                         continue;
2461                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2462                         if (cpu == curcpu)
2463                                 drain_local_stock(&stock->work);
2464                         else
2465                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2466                 }
2467         }
2468         put_cpu();
2469
2470         if (!sync)
2471                 goto out;
2472
2473         for_each_online_cpu(cpu) {
2474                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2475                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2476                         flush_work(&stock->work);
2477         }
2478 out:
2479         put_online_cpus();
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2484  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2485  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2486  * it.
2487  */
2488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2489 {
2490         /*
2491          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2492          */
2493         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2494                 return;
2495         drain_all_stock(root_memcg, false);
2496         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2497 }
2498
2499 /* This is a synchronous drain interface. */
2500 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2501 {
2502         /* called when force_empty is called */
2503         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2504         drain_all_stock(root_memcg, true);
2505         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2510  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2511  */
2512 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2513 {
2514         int i;
2515
2516         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2517         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2518                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2519
2520                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2521                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2522         }
2523         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2524                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2525
2526                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2527                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2528         }
2529         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2530 }
2531
2532 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2533                                         unsigned long action,
2534                                         void *hcpu)
2535 {
2536         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2537         struct memcg_stock_pcp *stock;
2538         struct mem_cgroup *iter;
2539
2540         if (action == CPU_ONLINE)
2541                 return NOTIFY_OK;
2542
2543         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2544                 return NOTIFY_OK;
2545
2546         for_each_mem_cgroup(iter)
2547                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2548
2549         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2550         drain_stock(stock);
2551         return NOTIFY_OK;
2552 }
2553
2554
2555 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2556 enum {
2557         CHARGE_OK,              /* success */
2558         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2559         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2560         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2561 };
2562
2563 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2564                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2565                                 bool invoke_oom)
2566 {
2567         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2568         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2569         struct res_counter *fail_res;
2570         unsigned long flags = 0;
2571         int ret;
2572
2573         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2574
2575         if (likely(!ret)) {
2576                 if (!do_swap_account)
2577                         return CHARGE_OK;
2578                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2579                 if (likely(!ret))
2580                         return CHARGE_OK;
2581
2582                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2583                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2584                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2585         } else
2586                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2587         /*
2588          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2589          * single page instead.
2590          */
2591         if (nr_pages > min_pages)
2592                 return CHARGE_RETRY;
2593
2594         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2595                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2596
2597         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2598                 return CHARGE_NOMEM;
2599
2600         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2601         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2602                 return CHARGE_RETRY;
2603         /*
2604          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2605          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2606          * before killing the task.
2607          *
2608          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2609          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2610          * to regular pages anyway in case of failure.
2611          */
2612         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2613                 return CHARGE_RETRY;
2614
2615         /*
2616          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2617          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2618          */
2619         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2620                 return CHARGE_RETRY;
2621
2622         if (invoke_oom)
2623                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2624
2625         return CHARGE_NOMEM;
2626 }
2627
2628 /**
2629  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2630  * @memcg: memcg to charge
2631  * @nr_pages: number of pages to charge
2632  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2633  *
2634  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2635  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2636  */
2637 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2638                                  gfp_t gfp_mask,
2639                                  unsigned int nr_pages,
2640                                  bool oom)
2641 {
2642         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2643         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2644         int ret;
2645
2646         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2647                 goto done;
2648         /*
2649          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2650          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2651          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2652          * free their memory.
2653          */
2654         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2655                      fatal_signal_pending(current) ||
2656                      current->flags & PF_EXITING))
2657                 goto bypass;
2658
2659         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2660                 goto nomem;
2661
2662         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2663                 oom = false;
2664 again:
2665         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2666                 goto done;
2667
2668         do {
2669                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2670
2671                 /* If killed, bypass charge */
2672                 if (fatal_signal_pending(current))
2673                         goto bypass;
2674
2675                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2676                                            nr_pages, invoke_oom);
2677                 switch (ret) {
2678                 case CHARGE_OK:
2679                         break;
2680                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2681                         batch = nr_pages;
2682                         goto again;
2683                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2684                         goto nomem;
2685                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2686                         if (!oom || invoke_oom)
2687                                 goto nomem;
2688                         nr_oom_retries--;
2689                         break;
2690                 }
2691         } while (ret != CHARGE_OK);
2692
2693         if (batch > nr_pages)
2694                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2695 done:
2696         return 0;
2697 nomem:
2698         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2699                 return -ENOMEM;
2700 bypass:
2701         return -EINTR;
2702 }
2703
2704 /**
2705  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2706  * @mm: mm_struct to charge
2707  * @nr_pages: number of pages to charge
2708  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2709  *
2710  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2711  * NULL the charge failed.
2712  */
2713 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2714                                  gfp_t gfp_mask,
2715                                  unsigned int nr_pages,
2716                                  bool oom)
2717
2718 {
2719         struct mem_cgroup *memcg;
2720         int ret;
2721
2722         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2723         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2724         css_put(&memcg->css);
2725         if (ret == -EINTR)
2726                 memcg = root_mem_cgroup;
2727         else if (ret)
2728                 memcg = NULL;
2729
2730         return memcg;
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2735  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2736  * gotten by try_charge().
2737  */
2738 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2739                                        unsigned int nr_pages)
2740 {
2741         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2742                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2743
2744                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2745                 if (do_swap_account)
2746                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2747         }
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2752  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2753  */
2754 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2755                                         unsigned int nr_pages)
2756 {
2757         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2758
2759         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2760                 return;
2761
2762         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2763         if (do_swap_account)
2764                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2765                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2770  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2771  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2772  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2773  */
2774 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2775 {
2776         /* ID 0 is unused ID */
2777         if (!id)
2778                 return NULL;
2779         return mem_cgroup_from_id(id);
2780 }
2781
2782 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2783 {
2784         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2785         struct page_cgroup *pc;
2786         unsigned short id;
2787         swp_entry_t ent;
2788
2789         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2790
2791         pc = lookup_page_cgroup(page);
2792         lock_page_cgroup(pc);
2793         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2794                 memcg = pc->mem_cgroup;
2795                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2796                         memcg = NULL;
2797         } else if (PageSwapCache(page)) {
2798                 ent.val = page_private(page);
2799                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2800                 rcu_read_lock();
2801                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2802                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2803                         memcg = NULL;
2804                 rcu_read_unlock();
2805         }
2806         unlock_page_cgroup(pc);
2807         return memcg;
2808 }
2809
2810 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2811                                        struct page *page,
2812                                        unsigned int nr_pages,
2813                                        enum charge_type ctype,
2814                                        bool lrucare)
2815 {
2816         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2817         struct zone *uninitialized_var(zone);
2818         struct lruvec *lruvec;
2819         bool was_on_lru = false;
2820         bool anon;
2821
2822         lock_page_cgroup(pc);
2823         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2824         /*
2825          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2826          * accessed by any other context at this point.
2827          */
2828
2829         /*
2830          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2831          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2832          */
2833         if (lrucare) {
2834                 zone = page_zone(page);
2835                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2836                 if (PageLRU(page)) {
2837                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2838                         ClearPageLRU(page);
2839                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2840                         was_on_lru = true;
2841                 }
2842         }
2843
2844         pc->mem_cgroup = memcg;
2845         /*
2846          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2847          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2848          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2849          * before USED bit, we need memory barrier here.
2850          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2851          */
2852         smp_wmb();
2853         SetPageCgroupUsed(pc);
2854
2855         if (lrucare) {
2856                 if (was_on_lru) {
2857                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2858                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2859                         SetPageLRU(page);
2860                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2861                 }
2862                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2863         }
2864
2865         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2866                 anon = true;
2867         else
2868                 anon = false;
2869
2870         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2871         unlock_page_cgroup(pc);
2872
2873         /*
2874          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2875          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2876          * if they exceeds softlimit.
2877          */
2878         memcg_check_events(memcg, page);
2879 }
2880
2881 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2882
2883 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2884 /*
2885  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2886  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2887  */
2888 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2889
2890 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2891
2892 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2893 {
2894         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2895                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2900  * in the memcg_cache_params struct.
2901  */
2902 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2903 {
2904         struct kmem_cache *cachep;
2905
2906         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2907         cachep = p->root_cache;
2908         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2909 }
2910
2911 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2912 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2913 {
2914         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2915         struct memcg_cache_params *params;
2916
2917         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2918                 return -EIO;
2919
2920         print_slabinfo_header(m);
2921
2922         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2923         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2924                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2925         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2926
2927         return 0;
2928 }
2929 #endif
2930
2931 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2932 {
2933         struct res_counter *fail_res;
2934         int ret = 0;
2935
2936         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2937         if (ret)
2938                 return ret;
2939
2940         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2941                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2942         if (ret == -EINTR)  {
2943                 /*
2944                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2945                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2946                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2947                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2948                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2949                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2950                  * our minds.
2951                  *
2952                  * This condition will only trigger if the task entered
2953                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2954                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2955                  * dying when the allocation triggers should have been already
2956                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2957                  */
2958                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2959                 if (do_swap_account)
2960                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2961                                                   &fail_res);
2962                 ret = 0;
2963         } else if (ret)
2964                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2965
2966         return ret;
2967 }
2968
2969 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2970 {
2971         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2972         if (do_swap_account)
2973                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2974
2975         /* Not down to 0 */
2976         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2977                 return;
2978
2979         /*
2980          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2981          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2982          * outliving the memcg existence.
2983          *
2984          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2985          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2986          */
2987         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2988                 css_put(&memcg->css);
2989 }
2990
2991 /*
2992  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2993  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2994  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2995  */
2996 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2997 {
2998         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2999 }
3000
3001 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3002 {
3003         ssize_t size;
3004         if (num_groups <= 0)
3005                 return 0;
3006
3007         size = 2 * num_groups;
3008         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3009                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3010         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3011                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3012
3013         return size;
3014 }
3015
3016 /*
3017  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3018  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3019  * calling this.
3020  */
3021 void memcg_update_array_size(int num)
3022 {
3023         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3024                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3025 }
3026
3027 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3028 {
3029         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3030
3031         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3032
3033         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3034                 int i;
3035                 struct memcg_cache_params *new_params;
3036                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3037
3038                 size *= sizeof(void *);
3039                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3040
3041                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3042                 if (!new_params)
3043                         return -ENOMEM;
3044
3045                 new_params->is_root_cache = true;
3046
3047                 /*
3048                  * There is the chance it will be bigger than
3049                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3050                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3051                  * have a bigger array.
3052                  *
3053                  * But if that is the case, the data after
3054                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3055                  */
3056                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3057                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3058                                 continue;
3059                         new_params->memcg_caches[i] =
3060                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3061                 }
3062
3063                 /*
3064                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3065                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3066                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3067                  *
3068                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3069                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3070                  * anyway.
3071                  */
3072                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3073                 if (cur_params)
3074                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3075         }
3076         return 0;
3077 }
3078
3079 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3080                              struct kmem_cache *root_cache)
3081 {
3082         size_t size;
3083
3084         if (!memcg_kmem_enabled())
3085                 return 0;
3086
3087         if (!memcg) {
3088                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3089                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3090         } else
3091                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3092
3093         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3094         if (!s->memcg_params)
3095                 return -ENOMEM;
3096
3097         if (memcg) {
3098                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3099                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3100                 css_get(&memcg->css);
3101         } else
3102                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3103
3104         return 0;
3105 }
3106
3107 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3108 {
3109         if (!s->memcg_params)
3110                 return;
3111         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3112                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3113         kfree(s->memcg_params);
3114 }
3115
3116 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3117                                  struct kmem_cache *root_cache)
3118 {
3119         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3120                                                      memcg_slab_mutex */
3121         struct kmem_cache *cachep;
3122         int id;
3123
3124         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3125
3126         id = memcg_cache_id(memcg);
3127
3128         /*
3129          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3130          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3131          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3132          */
3133         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3134                 return;
3135
3136         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3137         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3138         /*
3139          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3140          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3141          * cache.
3142          */
3143         if (!cachep)
3144                 return;
3145
3146         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3147
3148         /*
3149          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3150          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3151          * initialized.
3152          */
3153         smp_wmb();
3154
3155         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3156         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3157 }
3158
3159 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3160 {
3161         struct kmem_cache *root_cache;
3162         struct mem_cgroup *memcg;
3163         int id;
3164
3165         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3166
3167         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3168
3169         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3170         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3171         id = memcg_cache_id(memcg);
3172
3173         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3174         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3175
3176         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3177
3178         kmem_cache_destroy(cachep);
3179 }
3180
3181 /*
3182  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3183  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3184  * enqueing new caches to be created.
3185  *
3186  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3187  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3188  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3189  * objects during debug.
3190  *
3191  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3192  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3193  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3194  * cache again, failing at the same point.
3195  *
3196  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3197  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3198  * inside the following two functions.
3199  */
3200 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3201 {
3202         VM_BUG_ON(!current->mm);
3203         current->memcg_kmem_skip_account++;
3204 }
3205
3206 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3207 {
3208         VM_BUG_ON(!current->mm);
3209         current->memcg_kmem_skip_account--;
3210 }
3211
3212 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3213 {
3214         struct kmem_cache *c;
3215         int i, failed = 0;
3216
3217         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3218         for_each_memcg_cache_index(i) {
3219                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3220                 if (!c)
3221                         continue;
3222
3223                 memcg_unregister_cache(c);
3224
3225                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3226                         failed++;
3227         }
3228         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3229         return failed;
3230 }
3231
3232 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3233 {
3234         struct kmem_cache *cachep;
3235         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3236
3237         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3238                 return;
3239
3240         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3241         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3242                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3243                 kmem_cache_shrink(cachep);
3244                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3245                         memcg_unregister_cache(cachep);
3246         }
3247         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3248 }
3249
3250 struct memcg_register_cache_work {
3251         struct mem_cgroup *memcg;
3252         struct kmem_cache *cachep;
3253         struct work_struct work;
3254 };
3255
3256 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3257 {
3258         struct memcg_register_cache_work *cw =
3259                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3260         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3261         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3262
3263         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3264         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3265         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3266
3267         css_put(&memcg->css);
3268         kfree(cw);
3269 }
3270
3271 /*
3272  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3273  */
3274 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3275                                             struct kmem_cache *cachep)
3276 {
3277         struct memcg_register_cache_work *cw;
3278
3279         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3280         if (cw == NULL) {
3281                 css_put(&memcg->css);
3282                 return;
3283         }
3284
3285         cw->memcg = memcg;
3286         cw->cachep = cachep;
3287
3288         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3289         schedule_work(&cw->work);
3290 }
3291
3292 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3293                                           struct kmem_cache *cachep)
3294 {
3295         /*
3296          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3297          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3298          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3299          *
3300          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3301          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3302          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3303          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3304          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3305          */
3306         memcg_stop_kmem_account();
3307         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3308         memcg_resume_kmem_account();
3309 }
3310
3311 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3312 {
3313         int res;
3314
3315         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3316                                 PAGE_SIZE << order);
3317         if (!res)
3318                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3319         return res;
3320 }
3321
3322 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3323 {
3324         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3325         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3330  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3331  *
3332  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3333  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3334  * in a workqueue.
3335  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3336  * the original cache.
3337  *
3338  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3339  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3340  */
3341 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3342                                           gfp_t gfp)
3343 {
3344         struct mem_cgroup *memcg;
3345         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3346
3347         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3348         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3349
3350         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3351                 return cachep;
3352
3353         rcu_read_lock();
3354         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3355
3356         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3357                 goto out;
3358
3359         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3360         if (likely(memcg_cachep)) {
3361                 cachep = memcg_cachep;
3362                 goto out;
3363         }
3364
3365         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3366         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3367                 goto out;
3368         rcu_read_unlock();
3369
3370         /*
3371          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3372          * context), we could be be predictable and return right away.
3373          * This would guarantee that the allocation being performed
3374          * already belongs in the new cache.
3375          *
3376          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3377          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3378          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3379          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3380          * defer everything.
3381          */
3382         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3383         return cachep;
3384 out:
3385         rcu_read_unlock();
3386         return cachep;
3387 }
3388
3389 /*
3390  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3391  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3392  * need a further commit step to do the final arrangements.
3393  *
3394  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3395  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3396  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3397  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3398  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3399  * the compiled-out case as well.
3400  *
3401  * Returning true means the allocation is possible.
3402  */
3403 bool
3404 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3405 {
3406         struct mem_cgroup *memcg;
3407         int ret;
3408
3409         *_memcg = NULL;
3410
3411         /*
3412          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3413          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3414          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3415          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3416          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3417          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3418          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3419          * altogether.
3420          *
3421          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3422          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3423          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3424          * the SLUB allocator:
3425          *
3426          *      memcg_stop_kmem_account();
3427          *      kmalloc(<large_number>)
3428          *      memcg_resume_kmem_account();
3429          *
3430          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3431          * since it will drive us directly to this function without passing
3432          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3433          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3434          * cache arrays. We bring this test here.
3435          */
3436         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3437                 return true;
3438
3439         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3440
3441         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3442                 css_put(&memcg->css);
3443                 return true;
3444         }
3445
3446         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3447         if (!ret)
3448                 *_memcg = memcg;
3449
3450         css_put(&memcg->css);
3451         return (ret == 0);
3452 }
3453
3454 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3455                               int order)
3456 {
3457         struct page_cgroup *pc;
3458
3459         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3460
3461         /* The page allocation failed. Revert */
3462         if (!page) {
3463                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3464                 return;
3465         }
3466
3467         pc = lookup_page_cgroup(page);
3468         lock_page_cgroup(pc);
3469         pc->mem_cgroup = memcg;
3470         SetPageCgroupUsed(pc);
3471         unlock_page_cgroup(pc);
3472 }
3473
3474 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3475 {
3476         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3477         struct page_cgroup *pc;
3478
3479
3480         pc = lookup_page_cgroup(page);
3481         /*
3482          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3483          * check again after locking.
3484          */
3485         if (!PageCgroupUsed(pc))
3486                 return;
3487
3488         lock_page_cgroup(pc);
3489         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3490                 memcg = pc->mem_cgroup;
3491                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3492         }
3493         unlock_page_cgroup(pc);
3494
3495         /*
3496          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3497          * is a valid allocation
3498          */
3499         if (!memcg)
3500                 return;
3501
3502         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3503         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3504 }
3505 #else
3506 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3507 {
3508 }
3509 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3510
3511 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3512
3513 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3514 /*
3515  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3516  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3517  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3518  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3519  */
3520 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3521 {
3522         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3523         struct page_cgroup *pc;
3524         struct mem_cgroup *memcg;
3525         int i;
3526
3527         if (mem_cgroup_disabled())
3528                 return;
3529
3530         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3531         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3532                 pc = head_pc + i;
3533                 pc->mem_cgroup = memcg;
3534                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3535                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3536         }
3537         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3538                        HPAGE_PMD_NR);
3539 }
3540 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3541
3542 /**
3543  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3544  * @page: the page
3545  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3546  * @pc: page_cgroup of the page.
3547  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3548  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3549  *
3550  * The caller must confirm following.
3551  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3552  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3553  *
3554  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3555  * from old cgroup.
3556  */
3557 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3558                                    unsigned int nr_pages,
3559                                    struct page_cgroup *pc,
3560                                    struct mem_cgroup *from,
3561                                    struct mem_cgroup *to)
3562 {
3563         unsigned long flags;
3564         int ret;
3565         bool anon = PageAnon(page);
3566
3567         VM_BUG_ON(from == to);
3568         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3569         /*
3570          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3571          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3572          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3573          * hold it.
3574          */
3575         ret = -EBUSY;
3576         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3577                 goto out;
3578
3579         lock_page_cgroup(pc);
3580
3581         ret = -EINVAL;
3582         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3583                 goto unlock;
3584
3585         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3586
3587         if (!anon && page_mapped(page)) {
3588                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3589                                nr_pages);
3590                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3591                                nr_pages);
3592         }
3593
3594         if (PageWriteback(page)) {
3595                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3596                                nr_pages);
3597                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3598                                nr_pages);
3599         }
3600
3601         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3602
3603         /* caller should have done css_get */
3604         pc->mem_cgroup = to;
3605         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3606         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3607         ret = 0;
3608 unlock:
3609         unlock_page_cgroup(pc);
3610         /*
3611          * check events
3612          */
3613         memcg_check_events(to, page);
3614         memcg_check_events(from, page);
3615 out:
3616         return ret;
3617 }
3618
3619 /**
3620  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3621  * @page: the page to move
3622  * @pc: page_cgroup of the page
3623  * @child: page's cgroup
3624  *
3625  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3626  * parent (aka use_hierarchy==0).
3627  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3628  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3629  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3630  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3631  * on the next attempt and the call should be retried later.
3632  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3633  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3634  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3635  * LRU or vanish.
3636  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3637  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3638  * disappear in the next attempt.
3639  */
3640 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3641                                   struct page_cgroup *pc,
3642                                   struct mem_cgroup *child)
3643 {
3644         struct mem_cgroup *parent;
3645         unsigned int nr_pages;
3646         unsigned long uninitialized_var(flags);
3647         int ret;
3648
3649         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3650
3651         ret = -EBUSY;
3652         if (!get_page_unless_zero(page))
3653                 goto out;
3654         if (isolate_lru_page(page))
3655                 goto put;
3656
3657         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3658
3659         parent = parent_mem_cgroup(child);
3660         /*
3661          * If no parent, move charges to root cgroup.
3662          */
3663         if (!parent)
3664                 parent = root_mem_cgroup;
3665
3666         if (nr_pages > 1) {
3667                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3668                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3669         }
3670
3671         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3672                                 pc, child, parent);
3673         if (!ret)
3674                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3675
3676         if (nr_pages > 1)
3677                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3678         putback_lru_page(page);
3679 put:
3680         put_page(page);
3681 out:
3682         return ret;
3683 }
3684
3685 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3686                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3687 {
3688         unsigned int nr_pages = 1;
3689         struct mem_cgroup *memcg;
3690         bool oom = true;
3691
3692         if (mem_cgroup_disabled())
3693                 return 0;
3694
3695         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3696         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3697         VM_BUG_ON(!mm);
3698
3699         if (PageTransHuge(page)) {
3700                 nr_pages <<= compound_order(page);
3701                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3702                 /*
3703                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3704                  * fault handler will fall back to regular pages.
3705                  */
3706                 oom = false;
3707         }
3708
3709         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3710         if (!memcg)
3711                 return -ENOMEM;
3712         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3713                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3714         return 0;
3715 }
3716
3717 /*
3718  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3719  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3720  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3721  * "commit()" or removed by "cancel()"
3722  */
3723 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3724                                           struct page *page,
3725                                           gfp_t mask,
3726                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3727 {
3728         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3729         struct page_cgroup *pc;
3730         int ret;
3731
3732         pc = lookup_page_cgroup(page);
3733         /*
3734          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3735          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3736          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3737          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3738          * in turn serializes uncharging.
3739          */
3740         if (PageCgroupUsed(pc))
3741                 goto out;
3742         if (do_swap_account)
3743                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3744         if (!memcg)
3745                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3746         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3747         css_put(&memcg->css);
3748         if (ret == -EINTR)
3749                 memcg = root_mem_cgroup;
3750         else if (ret)
3751                 return ret;
3752 out:
3753         *memcgp = memcg;
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3758                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3759 {
3760         if (mem_cgroup_disabled()) {
3761                 *memcgp = NULL;
3762                 return 0;
3763         }
3764         /*
3765          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3766          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3767          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3768          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3769          */
3770         if (!PageSwapCache(page)) {
3771                 struct mem_cgroup *memcg;
3772
3773                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3774                 if (!memcg)
3775                         return -ENOMEM;
3776                 *memcgp = memcg;
3777                 return 0;
3778         }
3779         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3780 }
3781
3782 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3783 {
3784         if (mem_cgroup_disabled())
3785                 return;
3786         if (!memcg)
3787                 return;
3788         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3789 }
3790
3791 static void
3792 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3793                                         enum charge_type ctype)
3794 {
3795         if (mem_cgroup_disabled())
3796                 return;
3797         if (!memcg)
3798                 return;
3799
3800         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3801         /*
3802          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3803          * counted both as mem and swap....double count.
3804          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3805          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3806          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3807          */
3808         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3809                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3810                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3811         }
3812 }
3813
3814 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3815                                      struct mem_cgroup *memcg)
3816 {
3817         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3818                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3819 }
3820
3821 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3822                                 gfp_t gfp_mask)
3823 {
3824         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3825         struct mem_cgroup *memcg;
3826         int ret;
3827
3828         if (mem_cgroup_disabled())
3829                 return 0;
3830         if (PageCompound(page))
3831                 return 0;
3832
3833         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3834                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3835                                                      gfp_mask, &memcg);
3836                 if (ret)
3837                         return ret;
3838                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3839                 return 0;
3840         }
3841
3842         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3843         if (!memcg)
3844                 return -ENOMEM;
3845         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3850                                    unsigned int nr_pages,
3851                                    const enum charge_type ctype)
3852 {
3853         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3854         bool uncharge_memsw = true;
3855
3856         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3857         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3858                 uncharge_memsw = false;
3859
3860         batch = &current->memcg_batch;
3861         /*
3862          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3863          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3864          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3865          */
3866         if (!batch->memcg)
3867                 batch->memcg = memcg;
3868         /*
3869          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3870          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3871          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3872          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3873          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3874          */
3875
3876         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3877                 goto direct_uncharge;
3878
3879         if (nr_pages > 1)
3880                 goto direct_uncharge;
3881
3882         /*
3883          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3884          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3885          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3886          */
3887         if (batch->memcg != memcg)
3888                 goto direct_uncharge;
3889         /* remember freed charge and uncharge it later */
3890         batch->nr_pages++;
3891         if (uncharge_memsw)
3892                 batch->memsw_nr_pages++;
3893         return;
3894 direct_uncharge:
3895         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3896         if (uncharge_memsw)
3897                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3898         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3899                 memcg_oom_recover(memcg);
3900 }
3901
3902 /*
3903  * uncharge if !page_mapped(page)
3904  */
3905 static struct mem_cgroup *
3906 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3907                              bool end_migration)
3908 {
3909         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3910         unsigned int nr_pages = 1;
3911         struct page_cgroup *pc;
3912         bool anon;
3913
3914         if (mem_cgroup_disabled())
3915                 return NULL;
3916
3917         if (PageTransHuge(page)) {
3918                 nr_pages <<= compound_order(page);
3919                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3920         }
3921         /*
3922          * Check if our page_cgroup is valid
3923          */
3924         pc = lookup_page_cgroup(page);
3925         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3926                 return NULL;
3927
3928         lock_page_cgroup(pc);
3929
3930         memcg = pc->mem_cgroup;
3931
3932         if (!PageCgroupUsed(pc))
3933                 goto unlock_out;
3934
3935         anon = PageAnon(page);
3936
3937         switch (ctype) {
3938         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3939                 /*
3940                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3941                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3942                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3943                  */
3944                 anon = true;
3945                 /* fallthrough */
3946         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3947                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3948                 if (page_mapped(page))
3949                         goto unlock_out;
3950                 /*
3951                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3952                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3953                  * unused post-migration page and so it has to call
3954                  * here with the migration bit still set.  See the
3955                  * res_counter handling below.
3956                  */
3957                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3958                         goto unlock_out;
3959                 break;
3960         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3961                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3962                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3963                                 goto unlock_out;
3964                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3965                                 goto unlock_out;
3966                 break;
3967         default:
3968                 break;
3969         }
3970
3971         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3972
3973         ClearPageCgroupUsed(pc);
3974         /*
3975          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3976          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3977          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3978          * special functions.
3979          */
3980
3981         unlock_page_cgroup(pc);
3982         /*
3983          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3984          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3985          */
3986         memcg_check_events(memcg, page);
3987         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3988                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3989                 css_get(&memcg->css);
3990         }
3991         /*
3992          * Migration does not charge the res_counter for the
3993          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3994          * page that is unused after the migration.
3995          */
3996         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3997                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3998
3999         return memcg;
4000
4001 unlock_out:
4002         unlock_page_cgroup(pc);
4003         return NULL;
4004 }
4005
4006 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4007 {
4008         /* early check. */
4009         if (page_mapped(page))
4010                 return;
4011         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4012         /*
4013          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4014          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4015          * and handles memcg lifetime.
4016          *
4017          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4018          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4019          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4020          * 0, there won't be any page table references to the swap
4021          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4022          * page to disk.
4023          */
4024         if (PageSwapCache(page))
4025                 return;
4026         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4027 }
4028
4029 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4030 {
4031         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4032         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4033         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4034 }
4035
4036 /*
4037  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4038  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4039  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4040  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4041  * This may be called prural(2) times in a context,
4042  */
4043
4044 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4045 {
4046         current->memcg_batch.do_batch++;
4047         /* We can do nest. */
4048         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4049                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4050                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4051                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4052         }
4053 }
4054
4055 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4056 {
4057         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4058
4059         if (!batch->do_batch)
4060                 return;
4061
4062         batch->do_batch--;
4063         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4064                 return;
4065
4066         if (!batch->memcg)
4067                 return;
4068         /*
4069          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4070          * bacause we hide charges behind us.
4071          */
4072         if (batch->nr_pages)
4073                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4074                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4075         if (batch->memsw_nr_pages)
4076                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4077                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4078         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4079         /* forget this pointer (for sanity check) */
4080         batch->memcg = NULL;
4081 }
4082
4083 #ifdef CONFIG_SWAP
4084 /*
4085  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4086  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4087  */
4088 void
4089 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4090 {
4091         struct mem_cgroup *memcg;
4092         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4093
4094         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4095                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4096
4097         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4098
4099         /*
4100          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4101          * css_get() was called in uncharge().
4102          */
4103         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4104                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4105 }
4106 #endif
4107
4108 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4109 /*
4110  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4111  * uncharge "memsw" account.
4112  */
4113 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4114 {
4115         struct mem_cgroup *memcg;
4116         unsigned short id;
4117
4118         if (!do_swap_account)
4119                 return;
4120
4121         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4122         rcu_read_lock();
4123         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4124         if (memcg) {
4125                 /*
4126                  * We uncharge this because swap is freed.  This memcg can
4127                  * be obsolete one. We avoid calling css_tryget_online().
4128                  */
4129                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4130                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4131                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4132                 css_put(&memcg->css);
4133         }
4134         rcu_read_unlock();
4135 }
4136
4137 /**
4138  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4139  * @entry: swap entry to be moved
4140  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4141  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4142  *
4143  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4144  * as the mem_cgroup's id of @from.
4145  *
4146  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4147  *
4148  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4149  * both res and memsw, and called css_get().
4150  */
4151 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4152                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4153 {
4154         unsigned short old_id, new_id;
4155
4156         old_id = mem_cgroup_id(from);
4157         new_id = mem_cgroup_id(to);
4158
4159         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4160                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4161                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4162                 /*
4163                  * This function is only called from task migration context now.
4164                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4165                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4166                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4167                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4168                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4169                  *
4170                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4171                  * alive, so we can just call css_get().
4172                  */
4173                 css_get(&to->css);
4174                 return 0;
4175         }
4176         return -EINVAL;
4177 }
4178 #else
4179 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4180                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4181 {
4182         return -EINVAL;
4183 }
4184 #endif
4185
4186 /*
4187  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4188  * page belongs to.
4189  */
4190 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4191                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4192 {
4193         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4194         unsigned int nr_pages = 1;
4195         struct page_cgroup *pc;
4196         enum charge_type ctype;
4197
4198         *memcgp = NULL;
4199
4200         if (mem_cgroup_disabled())
4201                 return;
4202
4203         if (PageTransHuge(page))
4204                 nr_pages <<= compound_order(page);
4205
4206         pc = lookup_page_cgroup(page);
4207         lock_page_cgroup(pc);
4208         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4209                 memcg = pc->mem_cgroup;
4210                 css_get(&memcg->css);
4211                 /*
4212                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4213                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4214                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4215                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4216                  * until end_migration() is called
4217                  *
4218                  * Corner Case Thinking
4219                  * A)
4220                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4221                  * while migration was ongoing.
4222                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4223                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4224                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4225                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4226                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4227                  *
4228                  * B)
4229                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4230                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4231                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4232                  * without charging it again.
4233                  *
4234                  * C)
4235                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4236                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4237                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4238                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4239                  */
4240                 if (PageAnon(page))
4241                         SetPageCgroupMigration(pc);
4242         }
4243         unlock_page_cgroup(pc);
4244         /*
4245          * If the page is not charged at this point,
4246          * we return here.
4247          */
4248         if (!memcg)
4249                 return;
4250
4251         *memcgp = memcg;
4252         /*
4253          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4254          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4255          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4256          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4257          */
4258         if (PageAnon(page))
4259                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4260         else
4261                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4262         /*
4263          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4264          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4265          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4266          */
4267         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4268 }
4269
4270 /* remove redundant charge if migration failed*/
4271 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4272         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4273 {
4274         struct page *used, *unused;
4275         struct page_cgroup *pc;
4276         bool anon;
4277
4278         if (!memcg)
4279                 return;
4280
4281         if (!migration_ok) {
4282                 used = oldpage;
4283                 unused = newpage;
4284         } else {
4285                 used = newpage;
4286                 unused = oldpage;
4287         }
4288         anon = PageAnon(used);
4289         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4290                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4291                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4292                                      true);
4293         css_put(&memcg->css);
4294         /*
4295          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4296          * of the page goes down to zero, temporarly.
4297          * Clear the flag and check the page should be charged.
4298          */
4299         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4300         lock_page_cgroup(pc);
4301         ClearPageCgroupMigration(pc);
4302         unlock_page_cgroup(pc);
4303
4304         /*
4305          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4306          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4307          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4308          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4309          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4310          * check. (see prepare_charge() also)
4311          */
4312         if (anon)
4313                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4314 }
4315
4316 /*
4317  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4318  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4319  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4320  */
4321 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4322                                   struct page *newpage)
4323 {
4324         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4325         struct page_cgroup *pc;
4326         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4327
4328         if (mem_cgroup_disabled())
4329                 return;
4330
4331         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4332         /* fix accounting on old pages */
4333         lock_page_cgroup(pc);
4334         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4335                 memcg = pc->mem_cgroup;
4336                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4337                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4338         }
4339         unlock_page_cgroup(pc);
4340
4341         /*
4342          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4343          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4344          */
4345         if (!memcg)
4346                 return;
4347         /*
4348          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4349          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4350          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4351          */
4352         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4353 }
4354
4355 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4356 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4357 {
4358         struct page_cgroup *pc;
4359
4360         pc = lookup_page_cgroup(page);
4361         /*
4362          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4363          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4364          * or when mem_cgroup_disabled().
4365          */
4366         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4367                 return pc;
4368         return NULL;
4369 }
4370
4371 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4372 {
4373         if (mem_cgroup_disabled())
4374                 return false;
4375
4376         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4377 }
4378
4379 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4380 {
4381         struct page_cgroup *pc;
4382
4383         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4384         if (pc) {
4385                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4386                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4387         }
4388 }
4389 #endif
4390
4391 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4392                                 unsigned long long val)
4393 {
4394         int retry_count;
4395         u64 memswlimit, memlimit;
4396         int ret = 0;
4397         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4398         u64 curusage, oldusage;
4399         int enlarge;
4400
4401         /*
4402          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4403          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4404          * of # of children which we should visit in this loop.
4405          */
4406         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4407
4408         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4409
4410         enlarge = 0;
4411         while (retry_count) {
4412                 if (signal_pending(current)) {
4413                         ret = -EINTR;
4414                         break;
4415                 }
4416                 /*
4417                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4418                  * open coded manner. You see what this really does.
4419                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4420                  */
4421                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4422                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4423                 if (memswlimit < val) {
4424                         ret = -EINVAL;
4425                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4426                         break;
4427                 }
4428
4429                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4430                 if (memlimit < val)
4431                         enlarge = 1;
4432
4433                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4434                 if (!ret) {
4435                         if (memswlimit == val)
4436                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4437                         else
4438                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4439                 }
4440                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4441
4442                 if (!ret)
4443                         break;
4444
4445                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4446                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4447                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4448                 /* Usage is reduced ? */
4449                 if (curusage >= oldusage)
4450                         retry_count--;
4451                 else
4452                         oldusage = curusage;
4453         }
4454         if (!ret && enlarge)
4455                 memcg_oom_recover(memcg);
4456
4457         return ret;
4458 }
4459
4460 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4461                                         unsigned long long val)
4462 {
4463         int retry_count;
4464         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4465         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4466         int ret = -EBUSY;
4467         int enlarge = 0;
4468
4469         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4470         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4471         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4472         while (retry_count) {
4473                 if (signal_pending(current)) {
4474                         ret = -EINTR;
4475                         break;
4476                 }
4477                 /*
4478                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4479                  * open coded manner. You see what this really does.
4480                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4481                  */
4482                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4483                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4484                 if (memlimit > val) {
4485                         ret = -EINVAL;
4486                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4487                         break;
4488                 }
4489                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4490                 if (memswlimit < val)
4491                         enlarge = 1;
4492                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4493                 if (!ret) {
4494                         if (memlimit == val)
4495                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4496                         else
4497                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4498                 }
4499                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4500
4501                 if (!ret)
4502                         break;
4503
4504                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4505                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4506                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4507                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4508                 /* Usage is reduced ? */
4509                 if (curusage >= oldusage)
4510                         retry_count--;
4511                 else
4512                         oldusage = curusage;
4513         }
4514         if (!ret && enlarge)
4515                 memcg_oom_recover(memcg);
4516         return ret;
4517 }
4518
4519 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4520                                             gfp_t gfp_mask,
4521                                             unsigned long *total_scanned)
4522 {
4523         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4524         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4525         unsigned long reclaimed;
4526         int loop = 0;
4527         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4528         unsigned long long excess;
4529         unsigned long nr_scanned;
4530
4531         if (order > 0)
4532                 return 0;
4533
4534         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4535         /*
4536          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4537          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4538          * pressure
4539          */
4540         do {
4541                 if (next_mz)
4542                         mz = next_mz;
4543                 else
4544                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4545                 if (!mz)
4546                         break;
4547
4548                 nr_scanned = 0;
4549                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4550                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4551                 nr_reclaimed += reclaimed;
4552                 *total_scanned += nr_scanned;
4553                 spin_lock(&mctz->lock);
4554
4555                 /*
4556                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4557                  * it is time to move on to the next cgroup
4558                  */
4559                 next_mz = NULL;
4560                 if (!reclaimed) {
4561                         do {
4562                                 /*
4563                                  * Loop until we find yet another one.
4564                                  *
4565                                  * By the time we get the soft_limit lock
4566                                  * again, someone might have aded the
4567                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4568                                  * make sure we get a different mem.
4569                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4570                                  * NULL if no other cgroup is present on
4571                                  * the tree
4572                                  */
4573                                 next_mz =
4574                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4575                                 if (next_mz == mz)
4576                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4577                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4578                                         break;
4579                         } while (1);
4580                 }
4581                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
4582                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4583                 /*
4584                  * One school of thought says that we should not add
4585                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4586                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4587                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4588                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4589                  * term TODO.
4590                  */
4591                 /* If excess == 0, no tree ops */
4592                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
4593                 spin_unlock(&mctz->lock);
4594                 css_put(&mz->memcg->css);
4595                 loop++;
4596                 /*
4597                  * Could not reclaim anything and there are no more
4598                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4599                  * reclaiming anything.
4600                  */
4601                 if (!nr_reclaimed &&
4602                         (next_mz == NULL ||
4603                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4604                         break;
4605         } while (!nr_reclaimed);
4606         if (next_mz)
4607                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4608         return nr_reclaimed;
4609 }
4610
4611 /**
4612  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4613  * @memcg: group to clear
4614  * @node: NUMA node
4615  * @zid: zone id
4616  * @lru: lru to to clear
4617  *
4618  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4619  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4620  * group.
4621  */
4622 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4623                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4624 {
4625         struct lruvec *lruvec;
4626         unsigned long flags;
4627         struct list_head *list;
4628         struct page *busy;
4629         struct zone *zone;
4630
4631         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4632         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4633         list = &lruvec->lists[lru];
4634
4635         busy = NULL;
4636         do {
4637                 struct page_cgroup *pc;
4638                 struct page *page;
4639
4640                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4641                 if (list_empty(list)) {
4642                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4643                         break;
4644                 }
4645                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4646                 if (busy == page) {
4647                         list_move(&page->lru, list);
4648                         busy = NULL;
4649                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4650                         continue;
4651                 }
4652                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4653
4654                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4655
4656                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4657                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4658                         busy = page;
4659                 } else
4660                         busy = NULL;
4661                 cond_resched();
4662         } while (!list_empty(list));
4663 }
4664
4665 /*
4666  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4667  * all the charges and pages to the parent.
4668  * This enables deleting this mem_cgroup.
4669  *
4670  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4671  */
4672 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4673 {
4674         int node, zid;
4675         u64 usage;
4676
4677         do {
4678                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4679                 lru_add_drain_all();
4680                 drain_all_stock_sync(memcg);
4681                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4682                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4683                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4684                                 enum lru_list lru;
4685                                 for_each_lru(lru) {
4686                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4687                                                         node, zid, lru);
4688                                 }
4689                         }
4690                 }
4691                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4692                 memcg_oom_recover(memcg);
4693                 cond_resched();
4694
4695                 /*
4696                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4697                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4698                  * expect their value to drop to 0 here.
4699                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4700                  *
4701                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4702                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4703                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4704                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4705                  * charge before adding to the LRU.
4706                  */
4707                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4708                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4709         } while (usage > 0);
4710 }
4711
4712 /*
4713  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4714  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4715  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4716  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4717  */
4718 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4719 {
4720         bool ret;
4721
4722         /*
4723          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4724          * it prevents a new child from being initialized based on this
4725          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4726          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4727          */
4728         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4729
4730         rcu_read_lock();
4731         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4732         rcu_read_unlock();
4733         return ret;
4734 }
4735
4736 /*
4737  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4738  * the rest to the parent.
4739  *
4740  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4741  */
4742 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4743 {
4744         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4745
4746         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4747         lru_add_drain_all();
4748         /* try to free all pages in this cgroup */
4749         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4750                 int progress;
4751
4752                 if (signal_pending(current))
4753                         return -EINTR;
4754
4755                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4756                                                 false);
4757                 if (!progress) {
4758                         nr_retries--;
4759                         /* maybe some writeback is necessary */
4760                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4761                 }
4762
4763         }
4764
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4769                                             char *buf, size_t nbytes,
4770                                             loff_t off)
4771 {
4772         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4773
4774         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4775                 return -EINVAL;
4776         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4777 }
4778
4779 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4780                                      struct cftype *cft)
4781 {
4782         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4783 }
4784
4785 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4786                                       struct cftype *cft, u64 val)
4787 {
4788         int retval = 0;
4789         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4790         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4791
4792         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4793
4794         if (memcg->use_hierarchy == val)
4795                 goto out;
4796
4797         /*
4798          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4799          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4800          * occur, provided the current cgroup has no children.
4801          *
4802          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4803          * set if there are no children.
4804          */
4805         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4806                                 (val == 1 || val == 0)) {
4807                 if (!memcg_has_children(memcg))
4808                         memcg->use_hierarchy = val;
4809                 else
4810                         retval = -EBUSY;
4811         } else
4812                 retval = -EINVAL;
4813
4814 out:
4815         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4816
4817         return retval;
4818 }
4819
4820
4821 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4822                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4823 {
4824         struct mem_cgroup *iter;
4825         long val = 0;
4826
4827         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4829                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4830
4831         if (val < 0) /* race ? */
4832                 val = 0;
4833         return val;
4834 }
4835
4836 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4837 {
4838         u64 val;
4839
4840         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4841                 if (!swap)
4842                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4843                 else
4844                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4845         }
4846
4847         /*
4848          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4849          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4850          */
4851         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4852         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4853
4854         if (swap)
4855                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4856
4857         return val << PAGE_SHIFT;
4858 }
4859
4860 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4861                                    struct cftype *cft)
4862 {
4863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4864         u64 val;
4865         int name;
4866         enum res_type type;
4867
4868         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4869         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4870
4871         switch (type) {
4872         case _MEM:
4873                 if (name == RES_USAGE)
4874                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4875                 else
4876                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4877                 break;
4878         case _MEMSWAP:
4879                 if (name == RES_USAGE)
4880                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4881                 else
4882                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4883                 break;
4884         case _KMEM:
4885                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4886                 break;
4887         default:
4888                 BUG();
4889         }
4890
4891         return val;
4892 }
4893
4894 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4895 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4896 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4897                                  unsigned long long limit)
4898 {
4899         int err = 0;
4900         int memcg_id;
4901
4902         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4903                 return 0;
4904
4905         /*
4906          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4907          * cgroups so let's stop accounting here.
4908          */
4909         memcg_stop_kmem_account();
4910
4911         /*
4912          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4913          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4914          * already joined.
4915          *
4916          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4917          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4918          * place, which makes the value quite meaningless.
4919          *
4920          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4921          * of course permitted.
4922          */
4923         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4924         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4925             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4926                 err = -EBUSY;
4927         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4928         if (err)
4929                 goto out;
4930
4931         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4932                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4933         if (memcg_id < 0) {
4934                 err = memcg_id;
4935                 goto out;
4936         }
4937
4938         /*
4939          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4940          * memcg_params.
4941          */
4942         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4943         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4944         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4945         if (err)
4946                 goto out_rmid;
4947
4948         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4949         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4950
4951         /*
4952          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4953          * active bit set yet, so this should succeed.
4954          */
4955         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4956         VM_BUG_ON(err);
4957
4958         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4959         /*
4960          * Setting the active bit after enabling static branching will
4961          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4962          * patched.
4963          */
4964         memcg_kmem_set_active(memcg);
4965 out:
4966         memcg_resume_kmem_account();
4967         return err;
4968
4969 out_rmid:
4970         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4971         goto out;
4972 }
4973
4974 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4975                                unsigned long long limit)
4976 {
4977         int ret;
4978
4979         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4980         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4981         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4982         return ret;
4983 }
4984
4985 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4986                                    unsigned long long val)
4987 {
4988         int ret;
4989
4990         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4991                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4992         else
4993                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4994         return ret;
4995 }
4996
4997 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4998 {
4999         int ret = 0;
5000         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5001
5002         if (!parent)
5003                 return 0;
5004
5005         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5006         /*
5007          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5008          * after this point, because it has at least one child already.
5009          */
5010         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5011                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5012         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5013         return ret;
5014 }
5015 #else
5016 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5017                                    unsigned long long val)
5018 {
5019         return -EINVAL;
5020 }
5021 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5022
5023 /*
5024  * The user of this function is...
5025  * RES_LIMIT.
5026  */
5027 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
5028                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5029 {
5030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5031         enum res_type type;
5032         int name;
5033         unsigned long long val;
5034         int ret;
5035
5036         buf = strstrip(buf);
5037         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5038         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5039
5040         switch (name) {
5041         case RES_LIMIT:
5042                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5043                         ret = -EINVAL;
5044                         break;
5045                 }
5046                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5047                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5048                 if (ret)
5049                         break;
5050                 if (type == _MEM)
5051                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5052                 else if (type == _MEMSWAP)
5053                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5054                 else if (type == _KMEM)
5055                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5056                 else
5057                         return -EINVAL;
5058                 break;
5059         case RES_SOFT_LIMIT:
5060                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5061                 if (ret)
5062                         break;
5063                 /*
5064                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5065                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5066                  * control without swap
5067                  */
5068                 if (type == _MEM)
5069                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5070                 else
5071                         ret = -EINVAL;
5072                 break;
5073         default:
5074                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5075                 break;
5076         }
5077         return ret ?: nbytes;
5078 }
5079
5080 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5081                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5082 {
5083         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5084
5085         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5086         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5087         if (!memcg->use_hierarchy)
5088                 goto out;
5089
5090         while (memcg->css.parent) {
5091                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
5092                 if (!memcg->use_hierarchy)
5093                         break;
5094                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5095                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5096                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5097                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5098         }
5099 out:
5100         *mem_limit = min_limit;
5101         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5102 }
5103
5104 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
5105                                 size_t nbytes, loff_t off)
5106 {
5107         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5108         int name;
5109         enum res_type type;
5110
5111         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5112         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5113
5114         switch (name) {
5115         case RES_MAX_USAGE:
5116                 if (type == _MEM)
5117                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5118                 else if (type == _MEMSWAP)
5119                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5120                 else if (type == _KMEM)
5121                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5122                 else
5123                         return -EINVAL;
5124                 break;
5125         case RES_FAILCNT:
5126                 if (type == _MEM)
5127                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5128                 else if (type == _MEMSWAP)
5129                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5130                 else if (type == _KMEM)
5131                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5132                 else
5133                         return -EINVAL;
5134                 break;
5135         }
5136
5137         return nbytes;
5138 }
5139
5140 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5141                                         struct cftype *cft)
5142 {
5143         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5144 }
5145
5146 #ifdef CONFIG_MMU
5147 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5148                                         struct cftype *cft, u64 val)
5149 {
5150         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5151
5152         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5153                 return -EINVAL;
5154
5155         /*
5156          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5157          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5158          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5159          * affect task migrations starting after the change.
5160          */
5161         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5162         return 0;
5163 }
5164 #else
5165 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5166                                         struct cftype *cft, u64 val)
5167 {
5168         return -ENOSYS;
5169 }
5170 #endif
5171
5172 #ifdef CONFIG_NUMA
5173 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5174 {
5175         struct numa_stat {
5176                 const char *name;
5177                 unsigned int lru_mask;
5178         };
5179
5180         static const struct numa_stat stats[] = {
5181                 { "total", LRU_ALL },
5182                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5183                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5184                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5185         };
5186         const struct numa_stat *stat;
5187         int nid;
5188         unsigned long nr;
5189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5190
5191         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5192                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5193                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5194                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5195                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5196                                                           stat->lru_mask);
5197                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5198                 }
5199                 seq_putc(m, '\n');
5200         }
5201
5202         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5203                 struct mem_cgroup *iter;
5204
5205                 nr = 0;
5206                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5207                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5208                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5209                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5210                         nr = 0;
5211                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5212                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5213                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5214                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5215                 }
5216                 seq_putc(m, '\n');
5217         }
5218
5219         return 0;
5220 }
5221 #endif /* CONFIG_NUMA */
5222
5223 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5224 {
5225         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5226 }
5227
5228 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5229 {
5230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5231         struct mem_cgroup *mi;
5232         unsigned int i;
5233
5234         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5235                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5236                         continue;
5237                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5238                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5239         }
5240
5241         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5242                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5243                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5244
5245         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5246                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5247                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5248
5249         /* Hierarchical information */
5250         {
5251                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5252                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5253                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5254                 if (do_swap_account)
5255                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5256                                    memsw_limit);
5257         }
5258
5259         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5260                 long long val = 0;
5261
5262                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5263                         continue;
5264                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5265                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5266                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5267         }
5268
5269         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5270                 unsigned long long val = 0;
5271
5272                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5273                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5274                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5275                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5276         }
5277
5278         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5279                 unsigned long long val = 0;
5280
5281                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5282                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5283                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5284         }
5285
5286 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5287         {
5288                 int nid, zid;
5289                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5290                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5291                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5292                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5293
5294                 for_each_online_node(nid)
5295                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5296                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
5297                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5298
5299                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5300                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5301                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5302                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5303                         }
5304                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5305                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5306                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5307                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5308         }
5309 #endif
5310
5311         return 0;
5312 }
5313
5314 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5315                                       struct cftype *cft)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5318
5319         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5320 }
5321
5322 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5323                                        struct cftype *cft, u64 val)
5324 {
5325         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5326
5327         if (val > 100)
5328                 return -EINVAL;
5329
5330         if (css->parent)
5331                 memcg->swappiness = val;
5332         else
5333                 vm_swappiness = val;
5334
5335         return 0;
5336 }
5337
5338 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5339 {
5340         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5341         u64 usage;
5342         int i;
5343
5344         rcu_read_lock();
5345         if (!swap)
5346                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5347         else
5348                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5349
5350         if (!t)
5351                 goto unlock;
5352
5353         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5354
5355         /*
5356          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5357          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5358          * call of __mem_cgroup_threshold().
5359          */
5360         i = t->current_threshold;
5361
5362         /*
5363          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5364          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5365          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5366          * only one element of the array here.
5367          */
5368         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5369                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5370
5371         /* i = current_threshold + 1 */
5372         i++;
5373
5374         /*
5375          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5376          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5377          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5378          * only one element of the array here.
5379          */
5380         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5381                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5382
5383         /* Update current_threshold */
5384         t->current_threshold = i - 1;
5385 unlock:
5386         rcu_read_unlock();
5387 }
5388
5389 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5390 {
5391         while (memcg) {
5392                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5393                 if (do_swap_account)
5394                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5395
5396                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5397         }
5398 }
5399
5400 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5401 {
5402         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5403         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5404
5405         if (_a->threshold > _b->threshold)
5406                 return 1;
5407
5408         if (_a->threshold < _b->threshold)
5409                 return -1;
5410
5411         return 0;
5412 }
5413
5414 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5415 {
5416         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5417
5418         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5419                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5420         return 0;
5421 }
5422
5423 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5424 {
5425         struct mem_cgroup *iter;
5426
5427         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5428                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5429 }
5430
5431 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5432         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5433 {
5434         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5435         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5436         u64 threshold, usage;
5437         int i, size, ret;
5438
5439         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5440         if (ret)
5441                 return ret;
5442
5443         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5444
5445         if (type == _MEM)
5446                 thresholds = &memcg->thresholds;
5447         else if (type == _MEMSWAP)
5448                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5449         else
5450                 BUG();
5451
5452         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5453
5454         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5455         if (thresholds->primary)
5456                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5457
5458         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5459
5460         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5461         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5462                         GFP_KERNEL);
5463         if (!new) {
5464                 ret = -ENOMEM;
5465                 goto unlock;
5466         }
5467         new->size = size;
5468
5469         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5470         if (thresholds->primary) {
5471                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5472                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5473         }
5474
5475         /* Add new threshold */
5476         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5477         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5478
5479         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5480         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5481                         compare_thresholds, NULL);
5482
5483         /* Find current threshold */
5484         new->current_threshold = -1;
5485         for (i = 0; i < size; i++) {
5486                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5487                         /*
5488                          * new->current_threshold will not be used until
5489                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5490                          * it here.
5491                          */
5492                         ++new->current_threshold;
5493                 } else
5494                         break;
5495         }
5496
5497         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5498         kfree(thresholds->spare);
5499         thresholds->spare = thresholds->primary;
5500
5501         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5502
5503         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5504         synchronize_rcu();
5505
5506 unlock:
5507         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5508
5509         return ret;
5510 }
5511
5512 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5513         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5514 {
5515         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5516 }
5517
5518 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5519         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5520 {
5521         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5522 }
5523
5524 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5525         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5526 {
5527         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5528         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5529         u64 usage;
5530         int i, j, size;
5531
5532         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5533         if (type == _MEM)
5534                 thresholds = &memcg->thresholds;
5535         else if (type == _MEMSWAP)
5536                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5537         else
5538                 BUG();
5539
5540         if (!thresholds->primary)
5541                 goto unlock;
5542
5543         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5544
5545         /* Check if a threshold crossed before removing */
5546         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5547
5548         /* Calculate new number of threshold */
5549         size = 0;
5550         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5551                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5552                         size++;
5553         }
5554
5555         new = thresholds->spare;
5556
5557         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5558         if (!size) {
5559                 kfree(new);
5560                 new = NULL;
5561                 goto swap_buffers;
5562         }
5563
5564         new->size = size;
5565
5566         /* Copy thresholds and find current threshold */
5567         new->current_threshold = -1;
5568         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5569                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5570                         continue;
5571
5572                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5573                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5574                         /*
5575                          * new->current_threshold will not be used
5576                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5577                          * it here.
5578                          */
5579                         ++new->current_threshold;
5580                 }
5581                 j++;
5582         }
5583
5584 swap_buffers:
5585         /* Swap primary and spare array */
5586         thresholds->spare = thresholds->primary;
5587         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5588         if (!new) {
5589                 kfree(thresholds->spare);
5590                 thresholds->spare = NULL;
5591         }
5592
5593         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5594
5595         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5596         synchronize_rcu();
5597 unlock:
5598         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5599 }
5600
5601 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5602         struct eventfd_ctx *eventfd)
5603 {
5604         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5605 }
5606
5607 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5608         struct eventfd_ctx *eventfd)
5609 {
5610         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5611 }
5612
5613 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5614         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5615 {
5616         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5617
5618         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5619         if (!event)
5620                 return -ENOMEM;
5621
5622         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5623
5624         event->eventfd = eventfd;
5625         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5626
5627         /* already in OOM ? */
5628         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5629                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5630         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5631
5632         return 0;
5633 }
5634
5635 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5636         struct eventfd_ctx *eventfd)
5637 {
5638         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5639
5640         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5641
5642         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5643                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5644                         list_del(&ev->list);
5645                         kfree(ev);
5646                 }
5647         }
5648
5649         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5650 }
5651
5652 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5655
5656         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5657         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5658         return 0;
5659 }
5660
5661 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5662         struct cftype *cft, u64 val)
5663 {
5664         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5665
5666         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5667         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5668                 return -EINVAL;
5669
5670         memcg->oom_kill_disable = val;
5671         if (!val)
5672                 memcg_oom_recover(memcg);
5673
5674         return 0;
5675 }
5676
5677 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5678 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5679 {
5680         int ret;
5681
5682         memcg->kmemcg_id = -1;
5683         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5684         if (ret)
5685                 return ret;
5686
5687         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5688 }
5689
5690 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5691 {
5692         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5693 }
5694
5695 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5696 {
5697         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5698                 return;
5699
5700         /*
5701          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5702          * pages, for instance, a page contain objects from various
5703          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5704          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5705          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5706          *
5707          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5708          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5709          * reference is taken here before the group is marked dead
5710          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5711          *
5712          * Although this might sound strange as this path is called from
5713          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5714          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5715          * fail) we do not have other options because of the kmem
5716          * allocations lifetime.
5717          */
5718         css_get(&memcg->css);
5719
5720         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5721
5722         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5723                 return;
5724
5725         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5726                 css_put(&memcg->css);
5727 }
5728 #else
5729 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5730 {
5731         return 0;
5732 }
5733
5734 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5735 {
5736 }
5737
5738 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5739 {
5740 }
5741 #endif
5742
5743 /*
5744  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5745  *
5746  * "cgroup.event_control" implementation.
5747  *
5748  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5749  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5750  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5751  *
5752  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5753  * possible.
5754  */
5755
5756 /*
5757  * Unregister event and free resources.
5758  *
5759  * Gets called from workqueue.
5760  */
5761 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5762 {
5763         struct mem_cgroup_event *event =
5764                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5765         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5766
5767         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5768
5769         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5770
5771         /* Notify userspace the event is going away. */
5772         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5773
5774         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5775         kfree(event);
5776         css_put(&memcg->css);
5777 }
5778
5779 /*
5780  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5781  *
5782  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5783  */
5784 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5785                             int sync, void *key)
5786 {
5787         struct mem_cgroup_event *event =
5788                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5789         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5790         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5791
5792         if (flags & POLLHUP) {
5793                 /*
5794                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5795                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5796                  * for us.
5797                  *
5798                  * We can't race against event freeing since the other
5799                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5800                  * which we hold.
5801                  */
5802                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5803                 if (!list_empty(&event->list)) {
5804                         list_del_init(&event->list);
5805                         /*
5806                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5807                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5808                          */
5809                         schedule_work(&event->remove);
5810                 }
5811                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5812         }
5813
5814         return 0;
5815 }
5816
5817 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5818                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5819 {
5820         struct mem_cgroup_event *event =
5821                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5822
5823         event->wqh = wqh;
5824         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5825 }
5826
5827 /*
5828  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5829  *
5830  * Parse input and register new cgroup event handler.
5831  *
5832  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5833  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5834  */
5835 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5836                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5837 {
5838         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5839         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5840         struct mem_cgroup_event *event;
5841         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5842         unsigned int efd, cfd;
5843         struct fd efile;
5844         struct fd cfile;
5845         const char *name;
5846         char *endp;
5847         int ret;
5848
5849         buf = strstrip(buf);
5850
5851         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5852         if (*endp != ' ')
5853                 return -EINVAL;
5854         buf = endp + 1;
5855
5856         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5857         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5858                 return -EINVAL;
5859         buf = endp + 1;
5860
5861         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5862         if (!event)
5863                 return -ENOMEM;
5864
5865         event->memcg = memcg;
5866         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5867         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5868         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5869         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5870
5871         efile = fdget(efd);
5872         if (!efile.file) {
5873                 ret = -EBADF;
5874                 goto out_kfree;
5875         }
5876
5877         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5878         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5879                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5880                 goto out_put_efile;
5881         }
5882
5883         cfile = fdget(cfd);
5884         if (!cfile.file) {
5885                 ret = -EBADF;
5886                 goto out_put_eventfd;
5887         }
5888
5889         /* the process need read permission on control file */
5890         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5891         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5892         if (ret < 0)
5893                 goto out_put_cfile;
5894
5895         /*
5896          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5897          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5898          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5899          * is for compatibility anyway.
5900          *
5901          * DO NOT ADD NEW FILES.
5902          */
5903         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5904
5905         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5906                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5907                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5908         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5909                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5910                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5911         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5912                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5913                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5914         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5915                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5916                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5917         } else {
5918                 ret = -EINVAL;
5919                 goto out_put_cfile;
5920         }
5921
5922         /*
5923          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5924          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5925          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5926          */
5927         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5928                                                &memory_cgrp_subsys);
5929         ret = -EINVAL;
5930         if (IS_ERR(cfile_css))
5931                 goto out_put_cfile;
5932         if (cfile_css != css) {
5933                 css_put(cfile_css);
5934                 goto out_put_cfile;
5935         }
5936
5937         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5938         if (ret)
5939                 goto out_put_css;
5940
5941         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5942
5943         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5944         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5945         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5946
5947         fdput(cfile);
5948         fdput(efile);
5949
5950         return nbytes;
5951
5952 out_put_css:
5953         css_put(css);
5954 out_put_cfile:
5955         fdput(cfile);
5956 out_put_eventfd:
5957         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5958 out_put_efile:
5959         fdput(efile);
5960 out_kfree:
5961         kfree(event);
5962
5963         return ret;
5964 }
5965
5966 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5967         {
5968                 .name = "usage_in_bytes",
5969                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5970                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5971         },
5972         {
5973                 .name = "max_usage_in_bytes",
5974                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5975                 .write = mem_cgroup_reset,
5976                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5977         },
5978         {
5979                 .name = "limit_in_bytes",
5980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5981                 .write = mem_cgroup_write,
5982                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5983         },
5984         {
5985                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5986                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5987                 .write = mem_cgroup_write,
5988                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5989         },
5990         {
5991                 .name = "failcnt",
5992                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5993                 .write = mem_cgroup_reset,
5994                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5995         },
5996         {
5997                 .name = "stat",
5998                 .seq_show = memcg_stat_show,
5999         },
6000         {
6001                 .name = "force_empty",
6002                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
6003         },
6004         {
6005                 .name = "use_hierarchy",
6006                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6007                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6008                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6009         },
6010         {
6011                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6012                 .write = memcg_write_event_control,
6013                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6014                 .mode = S_IWUGO,
6015         },
6016         {
6017                 .name = "swappiness",
6018                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6019                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6020         },
6021         {
6022                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6023                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6024                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6025         },
6026         {
6027                 .name = "oom_control",
6028                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6029                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6030                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6031         },
6032         {
6033                 .name = "pressure_level",
6034         },
6035 #ifdef CONFIG_NUMA
6036         {
6037                 .name = "numa_stat",
6038                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6039         },
6040 #endif
6041 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6042         {
6043                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6045                 .write = mem_cgroup_write,
6046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6047         },
6048         {
6049                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6052         },
6053         {
6054                 .name = "kmem.failcnt",
6055                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6056                 .write = mem_cgroup_reset,
6057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6058         },
6059         {
6060                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6061                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6062                 .write = mem_cgroup_reset,
6063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6064         },
6065 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6066         {
6067                 .name = "kmem.slabinfo",
6068                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6069         },
6070 #endif
6071 #endif
6072         { },    /* terminate */
6073 };
6074
6075 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6076 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6077         {
6078                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6079                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6080                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6081         },
6082         {
6083                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6084                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6085                 .write = mem_cgroup_reset,
6086                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6087         },
6088         {
6089                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6090                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6091                 .write = mem_cgroup_write,
6092                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6093         },
6094         {
6095                 .name = "memsw.failcnt",
6096                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6097                 .write = mem_cgroup_reset,
6098                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6099         },
6100         { },    /* terminate */
6101 };
6102 #endif
6103 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6104 {
6105         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6106         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6107         int zone, tmp = node;
6108         /*
6109          * This routine is called against possible nodes.
6110          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6111          *
6112          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6113          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6114          *       function.
6115          */
6116         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6117                 tmp = -1;
6118         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6119         if (!pn)
6120                 return 1;
6121
6122         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6123                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6124                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6125                 mz->usage_in_excess = 0;
6126                 mz->on_tree = false;
6127                 mz->memcg = memcg;
6128         }
6129         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6130         return 0;
6131 }
6132
6133 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6134 {
6135         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6136 }
6137
6138 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6139 {
6140         struct mem_cgroup *memcg;
6141         size_t size;
6142
6143         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6144         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6145
6146         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
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         kfree(memcg);
6158         return NULL;
6159 }
6160
6161 /*
6162  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6163  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6164  *
6165  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6166  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6167  * it goes down to 0.
6168  *
6169  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6170  */
6171
6172 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6173 {
6174         int node;
6175
6176         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6177
6178         for_each_node(node)
6179                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6180
6181         free_percpu(memcg->stat);
6182
6183         /*
6184          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6185          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6186          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6187          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6188          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6189          *
6190          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6191          * to move this code around, and make sure it is outside
6192          * the cgroup_lock.
6193          */
6194         disarm_static_keys(memcg);
6195         kfree(memcg);
6196 }
6197
6198 /*
6199  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6200  */
6201 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6202 {
6203         if (!memcg->res.parent)
6204                 return NULL;
6205         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6206 }
6207 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6208
6209 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6210 {
6211         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6212         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6213         int tmp, node, zone;
6214
6215         for_each_node(node) {
6216                 tmp = node;
6217                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6218                         tmp = -1;
6219                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6220                 BUG_ON(!rtpn);
6221
6222                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6223
6224                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6225                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6226                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6227                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6228                 }
6229         }
6230 }
6231
6232 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6233 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6234 {
6235         struct mem_cgroup *memcg;
6236         long error = -ENOMEM;
6237         int node;
6238
6239         memcg = mem_cgroup_alloc();
6240         if (!memcg)
6241                 return ERR_PTR(error);
6242
6243         for_each_node(node)
6244                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6245                         goto free_out;
6246
6247         /* root ? */
6248         if (parent_css == NULL) {
6249                 root_mem_cgroup = memcg;
6250                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6251                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6252                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6253         }
6254
6255         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6256         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6257         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6258         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6259         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6260         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6261         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6262         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6263
6264         return &memcg->css;
6265
6266 free_out:
6267         __mem_cgroup_free(memcg);
6268         return ERR_PTR(error);
6269 }
6270
6271 static int
6272 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6273 {
6274         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6275         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
6276
6277         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6278                 return -ENOSPC;
6279
6280         if (!parent)
6281                 return 0;
6282
6283         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6284
6285         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6286         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6287         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6288
6289         if (parent->use_hierarchy) {
6290                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6291                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6292                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6293
6294                 /*
6295                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6296                  * core guarantees its existence.
6297                  */
6298         } else {
6299                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6300                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6301                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6302                 /*
6303                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6304                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6305                  * unfortunate state in our controller.
6306                  */
6307                 if (parent != root_mem_cgroup)
6308                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6309         }
6310         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6311
6312         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6313 }
6314
6315 /*
6316  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6317  */
6318 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6319 {
6320         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6321
6322         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6323                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6324
6325         /*
6326          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6327          * explicitely.
6328          */
6329         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6330                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6331 }
6332
6333 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6334 {
6335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6336         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6337         struct cgroup_subsys_state *iter;
6338
6339         /*
6340          * Unregister events and notify userspace.
6341          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6342          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6343          */
6344         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6345         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6346                 list_del_init(&event->list);
6347                 schedule_work(&event->remove);
6348         }
6349         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6350
6351         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6352
6353         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6354
6355         /*
6356          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6357          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6358          */
6359         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6360                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6361
6362         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6363         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6364 }
6365
6366 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6367 {
6368         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6369         /*
6370          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6371          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6372          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
6373          * under the same RCU lock region, which means that charging
6374          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6375          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6376          * without any tasks from the swapin path when the target
6377          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6378          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6379          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6380          * circulation:
6381          *
6382          * #0                        #1
6383          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6384          *                           rcu_read_lock()
6385          *                           mem_cgroup_lookup()
6386          *                           css_tryget_online()
6387          *                           rcu_read_unlock()
6388          * disable css_tryget_online()
6389          * call_rcu()
6390          *   offline_css()
6391          *     reparent_charges()
6392          *                           res_counter_charge()
6393          *                           css_put()
6394          *                             css_free()
6395          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6396          *                           add page to lru
6397          *
6398          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6399          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6400          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6401          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6402          * made after offlining:
6403          */
6404         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6405
6406         memcg_destroy_kmem(memcg);
6407         __mem_cgroup_free(memcg);
6408 }
6409
6410 #ifdef CONFIG_MMU
6411 /* Handlers for move charge at task migration. */
6412 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6413 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6414 {
6415         int ret = 0;
6416         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6417         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6418
6419         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6420                 mc.precharge += count;
6421                 /* we don't need css_get for root */
6422                 return ret;
6423         }
6424         /* try to charge at once */
6425         if (count > 1) {
6426                 struct res_counter *dummy;
6427                 /*
6428                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6429                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6430                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6431                  * css_get().
6432                  */
6433                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6434                         goto one_by_one;
6435                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6436                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6437                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6438                         goto one_by_one;
6439                 }
6440                 mc.precharge += count;
6441                 return ret;
6442         }
6443 one_by_one:
6444         /* fall back to one by one charge */
6445         while (count--) {
6446                 if (signal_pending(current)) {
6447                         ret = -EINTR;
6448                         break;
6449                 }
6450                 if (!batch_count--) {
6451                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6452                         cond_resched();
6453                 }
6454                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6455                 if (ret)
6456                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6457                         return ret;
6458                 mc.precharge++;
6459         }
6460         return ret;
6461 }
6462
6463 /**
6464  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6465  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6466  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6467  * @ptent: the pte to be checked
6468  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6469  *
6470  * Returns
6471  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6472  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6473  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6474  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6475  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6476  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6477  *     in target->ent.
6478  *
6479  * Called with pte lock held.
6480  */
6481 union mc_target {
6482         struct page     *page;
6483         swp_entry_t     ent;
6484 };
6485
6486 enum mc_target_type {
6487         MC_TARGET_NONE = 0,
6488         MC_TARGET_PAGE,
6489         MC_TARGET_SWAP,
6490 };
6491
6492 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6493                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6494 {
6495         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6496
6497         if (!page || !page_mapped(page))
6498                 return NULL;
6499         if (PageAnon(page)) {
6500                 /* we don't move shared anon */
6501                 if (!move_anon())
6502                         return NULL;
6503         } else if (!move_file())
6504                 /* we ignore mapcount for file pages */
6505                 return NULL;
6506         if (!get_page_unless_zero(page))
6507                 return NULL;
6508
6509         return page;
6510 }
6511
6512 #ifdef CONFIG_SWAP
6513 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6514                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6515 {
6516         struct page *page = NULL;
6517         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6518
6519         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6520                 return NULL;
6521         /*
6522          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6523          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6524          */
6525         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6526         if (do_swap_account)
6527                 entry->val = ent.val;
6528
6529         return page;
6530 }
6531 #else
6532 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6533                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6534 {
6535         return NULL;
6536 }
6537 #endif
6538
6539 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6540                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6541 {
6542         struct page *page = NULL;
6543         struct address_space *mapping;
6544         pgoff_t pgoff;
6545
6546         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6547                 return NULL;
6548         if (!move_file())
6549                 return NULL;
6550
6551         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6552         if (pte_none(ptent))
6553                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6554         else /* pte_file(ptent) is true */
6555                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6556
6557         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6558 #ifdef CONFIG_SWAP
6559         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6560         if (shmem_mapping(mapping)) {
6561                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6562                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6563                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6564                         if (do_swap_account)
6565                                 *entry = swp;
6566                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6567                 }
6568         } else
6569                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6570 #else
6571         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6572 #endif
6573         return page;
6574 }
6575
6576 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6577                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6578 {
6579         struct page *page = NULL;
6580         struct page_cgroup *pc;
6581         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6582         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6583
6584         if (pte_present(ptent))
6585                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6586         else if (is_swap_pte(ptent))
6587                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6588         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6589                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6590
6591         if (!page && !ent.val)
6592                 return ret;
6593         if (page) {
6594                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6595                 /*
6596                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6597                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6598                  * the lock.
6599                  */
6600                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6601                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6602                         if (target)
6603                                 target->page = page;
6604                 }
6605                 if (!ret || !target)
6606                         put_page(page);
6607         }
6608         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6609         if (ent.val && !ret &&
6610             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6611                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6612                 if (target)
6613                         target->ent = ent;
6614         }
6615         return ret;
6616 }
6617
6618 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6619 /*
6620  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6621  * support them for now.
6622  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6623  */
6624 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6625                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6626 {
6627         struct page *page = NULL;
6628         struct page_cgroup *pc;
6629         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6630
6631         page = pmd_page(pmd);
6632         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6633         if (!move_anon())
6634                 return ret;
6635         pc = lookup_page_cgroup(page);
6636         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6637                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6638                 if (target) {
6639                         get_page(page);
6640                         target->page = page;
6641                 }
6642         }
6643         return ret;
6644 }
6645 #else
6646 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6647                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6648 {
6649         return MC_TARGET_NONE;
6650 }
6651 #endif
6652
6653 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6654                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6655                                         struct mm_walk *walk)
6656 {
6657         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6658         pte_t *pte;
6659         spinlock_t *ptl;
6660
6661         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6662                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6663                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6664                 spin_unlock(ptl);
6665                 return 0;
6666         }
6667
6668         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6669                 return 0;
6670         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6671         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6672                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6673                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6674         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6675         cond_resched();
6676
6677         return 0;
6678 }
6679
6680 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6681 {
6682         unsigned long precharge;
6683         struct vm_area_struct *vma;
6684
6685         down_read(&mm->mmap_sem);
6686         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6687                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6688                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6689                         .mm = mm,
6690                         .private = vma,
6691                 };
6692                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6693                         continue;
6694                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6695                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6696         }
6697         up_read(&mm->mmap_sem);
6698
6699         precharge = mc.precharge;
6700         mc.precharge = 0;
6701
6702         return precharge;
6703 }
6704
6705 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6706 {
6707         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6708
6709         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6710         mc.moving_task = current;
6711         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6712 }
6713
6714 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6715 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6716 {
6717         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6718         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6719         int i;
6720
6721         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6722         if (mc.precharge) {
6723                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6724                 mc.precharge = 0;
6725         }
6726         /*
6727          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6728          * we must uncharge here.
6729          */
6730         if (mc.moved_charge) {
6731                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6732                 mc.moved_charge = 0;
6733         }
6734         /* we must fixup refcnts and charges */
6735         if (mc.moved_swap) {
6736                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6737                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6738                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6739                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6740
6741                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6742                         css_put(&mc.from->css);
6743
6744                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6745                         /*
6746                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6747                          * uncharge to->res.
6748                          */
6749                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6750                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6751                 }
6752                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6753                 mc.moved_swap = 0;
6754         }
6755         memcg_oom_recover(from);
6756         memcg_oom_recover(to);
6757         wake_up_all(&mc.waitq);
6758 }
6759
6760 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6761 {
6762         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6763
6764         /*
6765          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6766          * task migration.
6767          */
6768         mc.moving_task = NULL;
6769         __mem_cgroup_clear_mc();
6770         spin_lock(&mc.lock);
6771         mc.from = NULL;
6772         mc.to = NULL;
6773         spin_unlock(&mc.lock);
6774         mem_cgroup_end_move(from);
6775 }
6776
6777 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6778                                  struct cgroup_taskset *tset)
6779 {
6780         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6781         int ret = 0;
6782         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6783         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6784
6785         /*
6786          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6787          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6788          * So we need to save it, and keep it going.
6789          */
6790         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6791         if (move_charge_at_immigrate) {
6792                 struct mm_struct *mm;
6793                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6794
6795                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6796
6797                 mm = get_task_mm(p);
6798                 if (!mm)
6799                         return 0;
6800                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6801                 if (mm->owner == p) {
6802                         VM_BUG_ON(mc.from);
6803                         VM_BUG_ON(mc.to);
6804                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6805                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6806                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6807                         mem_cgroup_start_move(from);
6808                         spin_lock(&mc.lock);
6809                         mc.from = from;
6810                         mc.to = memcg;
6811                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6812                         spin_unlock(&mc.lock);
6813                         /* We set mc.moving_task later */
6814
6815                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6816                         if (ret)
6817                                 mem_cgroup_clear_mc();
6818                 }
6819                 mmput(mm);
6820         }
6821         return ret;
6822 }
6823
6824 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6825                                      struct cgroup_taskset *tset)
6826 {
6827         mem_cgroup_clear_mc();
6828 }
6829
6830 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6831                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6832                                 struct mm_walk *walk)
6833 {
6834         int ret = 0;
6835         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6836         pte_t *pte;
6837         spinlock_t *ptl;
6838         enum mc_target_type target_type;
6839         union mc_target target;
6840         struct page *page;
6841         struct page_cgroup *pc;
6842
6843         /*
6844          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6845          * happens because:
6846          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6847          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6848          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6849          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6850          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6851          *    part of thp split is not executed yet.
6852          */
6853         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6854                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6855                         spin_unlock(ptl);
6856                         return 0;
6857                 }
6858                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6859                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6860                         page = target.page;
6861                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6862                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6863                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6864                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6865                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6866                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6867                                 }
6868                                 putback_lru_page(page);
6869                         }
6870                         put_page(page);
6871                 }
6872                 spin_unlock(ptl);
6873                 return 0;
6874         }
6875
6876         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6877                 return 0;
6878 retry:
6879         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6880         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6881                 pte_t ptent = *(pte++);
6882                 swp_entry_t ent;
6883
6884                 if (!mc.precharge)
6885                         break;
6886
6887                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6888                 case MC_TARGET_PAGE:
6889                         page = target.page;
6890                         if (isolate_lru_page(page))
6891                                 goto put;
6892                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6893                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6894                                                      mc.from, mc.to)) {
6895                                 mc.precharge--;
6896                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6897                                 mc.moved_charge++;
6898                         }
6899                         putback_lru_page(page);
6900 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6901                         put_page(page);
6902                         break;
6903                 case MC_TARGET_SWAP:
6904                         ent = target.ent;
6905                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6906                                 mc.precharge--;
6907                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6908                                 mc.moved_swap++;
6909                         }
6910                         break;
6911                 default:
6912                         break;
6913                 }
6914         }
6915         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6916         cond_resched();
6917
6918         if (addr != end) {
6919                 /*
6920                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6921                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6922                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6923                  * phase.
6924                  */
6925                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6926                 if (!ret)
6927                         goto retry;
6928         }
6929
6930         return ret;
6931 }
6932
6933 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6934 {
6935         struct vm_area_struct *vma;
6936
6937         lru_add_drain_all();
6938 retry:
6939         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6940                 /*
6941                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6942                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6943                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6944                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6945                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6946                  */
6947                 __mem_cgroup_clear_mc();
6948                 cond_resched();
6949                 goto retry;
6950         }
6951         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6952                 int ret;
6953                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6954                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6955                         .mm = mm,
6956                         .private = vma,
6957                 };
6958                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6959                         continue;
6960                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6961                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6962                 if (ret)
6963                         /*
6964                          * means we have consumed all precharges and failed in
6965                          * doing additional charge. Just abandon here.
6966                          */
6967                         break;
6968         }
6969         up_read(&mm->mmap_sem);
6970 }
6971
6972 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6973                                  struct cgroup_taskset *tset)
6974 {
6975         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6976         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6977
6978         if (mm) {
6979                 if (mc.to)
6980                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6981                 mmput(mm);
6982         }
6983         if (mc.to)
6984                 mem_cgroup_clear_mc();
6985 }
6986 #else   /* !CONFIG_MMU */
6987 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6988                                  struct cgroup_taskset *tset)
6989 {
6990         return 0;
6991 }
6992 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6993                                      struct cgroup_taskset *tset)
6994 {
6995 }
6996 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6997                                  struct cgroup_taskset *tset)
6998 {
6999 }
7000 #endif
7001
7002 /*
7003  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7004  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7005  */
7006 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7007 {
7008         /*
7009          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7010          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7011          * on for the root memcg is enough.
7012          */
7013         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7014                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7015 }
7016
7017 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7018         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7019         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7020         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7021         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7022         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7023         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7024         .attach = mem_cgroup_move_task,
7025         .bind = mem_cgroup_bind,
7026         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7027         .early_init = 0,
7028 };
7029
7030 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7031 static int __init enable_swap_account(char *s)
7032 {
7033         if (!strcmp(s, "1"))
7034                 really_do_swap_account = 1;
7035         else if (!strcmp(s, "0"))
7036                 really_do_swap_account = 0;
7037         return 1;
7038 }
7039 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7040
7041 static void __init memsw_file_init(void)
7042 {
7043         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7044 }
7045
7046 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7047 {
7048         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7049                 do_swap_account = 1;
7050                 memsw_file_init();
7051         }
7052 }
7053
7054 #else
7055 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7056 {
7057 }
7058 #endif
7059
7060 /*
7061  * subsys_initcall() for memory controller.
7062  *
7063  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7064  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7065  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7066  * be initialized from here.
7067  */
7068 static int __init mem_cgroup_init(void)
7069 {
7070         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7071         enable_swap_cgroup();
7072         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7073         memcg_stock_init();
7074         return 0;
7075 }
7076 subsys_initcall(mem_cgroup_init);