kmemcg: don't allocate extra memory for root memcg_cache_params
[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/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 /*
191  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
192  * their hierarchy representation
193  */
194
195 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
196         struct rb_root rb_root;
197         spinlock_t lock;
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree_per_node {
201         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree {
205         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
206 };
207
208 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
209
210 struct mem_cgroup_threshold {
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212         u64 threshold;
213 };
214
215 /* For threshold */
216 struct mem_cgroup_threshold_ary {
217         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
218         int current_threshold;
219         /* Size of entries[] */
220         unsigned int size;
221         /* Array of thresholds */
222         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
223 };
224
225 struct mem_cgroup_thresholds {
226         /* Primary thresholds array */
227         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
228         /*
229          * Spare threshold array.
230          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
231          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
232          */
233         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
234 };
235
236 /* for OOM */
237 struct mem_cgroup_eventfd_list {
238         struct list_head list;
239         struct eventfd_ctx *eventfd;
240 };
241
242 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
244
245 /*
246  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
247  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
248  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
249  * to help the administrator determine what knobs to tune.
250  *
251  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
252  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
253  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
254  * a feature that will be implemented much later in the future.
255  */
256 struct mem_cgroup {
257         struct cgroup_subsys_state css;
258         /*
259          * the counter to account for memory usage
260          */
261         struct res_counter res;
262
263         /* vmpressure notifications */
264         struct vmpressure vmpressure;
265
266         /*
267          * the counter to account for mem+swap usage.
268          */
269         struct res_counter memsw;
270
271         /*
272          * the counter to account for kernel memory usage.
273          */
274         struct res_counter kmem;
275         /*
276          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
277          */
278         bool use_hierarchy;
279         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
280
281         bool            oom_lock;
282         atomic_t        under_oom;
283
284         int     swappiness;
285         /* OOM-Killer disable */
286         int             oom_kill_disable;
287
288         /* set when res.limit == memsw.limit */
289         bool            memsw_is_minimum;
290
291         /* protect arrays of thresholds */
292         struct mutex thresholds_lock;
293
294         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
295         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
296
297         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
298         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
299
300         /* For oom notifier event fd */
301         struct list_head oom_notify;
302
303         /*
304          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
305          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
306          */
307         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
308         /*
309          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
310          */
311         atomic_t        moving_account;
312         /* taken only while moving_account > 0 */
313         spinlock_t      move_lock;
314         /*
315          * percpu counter.
316          */
317         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
318         /*
319          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
320          * See mem_cgroup_read_stat().
321          */
322         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
323         spinlock_t pcp_counter_lock;
324
325         atomic_t        dead_count;
326 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
327         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
328 #endif
329 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
330         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
331         struct list_head memcg_slab_caches;
332         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
333         struct mutex slab_caches_mutex;
334         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
335         int kmemcg_id;
336 #endif
337
338         int last_scanned_node;
339 #if MAX_NUMNODES > 1
340         nodemask_t      scan_nodes;
341         atomic_t        numainfo_events;
342         atomic_t        numainfo_updating;
343 #endif
344
345         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
346         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
347 };
348
349 static size_t memcg_size(void)
350 {
351         return sizeof(struct mem_cgroup) +
352                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
353 }
354
355 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
356 enum {
357         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
358         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
359         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
360 };
361
362 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
363 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
364                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
365
366 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
367 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
368 {
369         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
370 }
371
372 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
373 {
374         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
375 }
376
377 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
378 {
379         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
380 }
381
382 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
383 {
384         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         /*
390          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
391          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
392          */
393         smp_wmb();
394         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
395                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
396 }
397
398 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
399 {
400         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
401                                   &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403 #endif
404
405 /* Stuffs for move charges at task migration. */
406 /*
407  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
408  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
409  */
410 enum move_type {
411         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
412         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
413         NR_MOVE_TYPE,
414 };
415
416 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
417 static struct move_charge_struct {
418         spinlock_t        lock; /* for from, to */
419         struct mem_cgroup *from;
420         struct mem_cgroup *to;
421         unsigned long immigrate_flags;
422         unsigned long precharge;
423         unsigned long moved_charge;
424         unsigned long moved_swap;
425         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
426         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
427 } mc = {
428         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
429         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
430 };
431
432 static bool move_anon(void)
433 {
434         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
435 }
436
437 static bool move_file(void)
438 {
439         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
440 }
441
442 /*
443  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
444  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
445  */
446 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
447 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
448
449 enum charge_type {
450         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
451         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
452         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
453         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
454         NR_CHARGE_TYPE,
455 };
456
457 /* for encoding cft->private value on file */
458 enum res_type {
459         _MEM,
460         _MEMSWAP,
461         _OOM_TYPE,
462         _KMEM,
463 };
464
465 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
466 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
467 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
468 /* Used for OOM nofiier */
469 #define OOM_CONTROL             (0)
470
471 /*
472  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
473  */
474 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
475 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
476 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
477 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
478
479 /*
480  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
481  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
482  * appearing has to hold it as well.
483  */
484 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
485
486 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
487 {
488         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
489 }
490
491 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
492 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         if (!memcg)
495                 memcg = root_mem_cgroup;
496         return &memcg->vmpressure;
497 }
498
499 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
500 {
501         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
502 }
503
504 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
505 {
506         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
507 }
508
509 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
510 {
511         return (memcg == root_mem_cgroup);
512 }
513
514 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
515 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
516
517 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
518 {
519         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
520                 struct mem_cgroup *memcg;
521                 struct cg_proto *cg_proto;
522
523                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
524
525                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
526                  * filled. It won't however, necessarily happen from
527                  * process context. So the test for root memcg given
528                  * the current task's memcg won't help us in this case.
529                  *
530                  * Respecting the original socket's memcg is a better
531                  * decision in this case.
532                  */
533                 if (sk->sk_cgrp) {
534                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
535                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
536                         return;
537                 }
538
539                 rcu_read_lock();
540                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
541                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
542                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
543                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
544                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
545                 }
546                 rcu_read_unlock();
547         }
548 }
549 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
550
551 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
552 {
553         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
554                 struct mem_cgroup *memcg;
555                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
556                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
557                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
558         }
559 }
560
561 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
564                 return NULL;
565
566         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
569
570 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
571 {
572         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
573                 return;
574         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
575 }
576 #else
577 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
578 {
579 }
580 #endif
581
582 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
583 /*
584  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
585  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
586  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
587  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
588  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
589  *     200 entry array for that.
590  *
591  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
592  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
593  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
594  *     core for this
595  *
596  * The current size of the caches array is stored in
597  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
598  * increase it.
599  */
600 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
601 int memcg_limited_groups_array_size;
602
603 /*
604  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
605  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
606  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
607  * tunable, but that is strictly not necessary.
608  *
609  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
610  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
611  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
612  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
613  * increase ours as well if it increases.
614  */
615 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
616 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
617
618 /*
619  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
620  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
621  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
622  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
623  */
624 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
625 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
626
627 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
628 {
629         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
630                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
631                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
632         }
633         /*
634          * This check can't live in kmem destruction function,
635          * since the charges will outlive the cgroup
636          */
637         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
638 }
639 #else
640 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
641 {
642 }
643 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
644
645 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
646 {
647         disarm_sock_keys(memcg);
648         disarm_kmem_keys(memcg);
649 }
650
651 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
652
653 static struct mem_cgroup_per_zone *
654 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
655 {
656         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
657         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
661 {
662         return &memcg->css;
663 }
664
665 static struct mem_cgroup_per_zone *
666 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
667 {
668         int nid = page_to_nid(page);
669         int zid = page_zonenum(page);
670
671         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
675 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
676 {
677         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
678 }
679
680 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
681 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
682 {
683         int nid = page_to_nid(page);
684         int zid = page_zonenum(page);
685
686         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
687 }
688
689 static void
690 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
691                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
692                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
693                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
694 {
695         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
696         struct rb_node *parent = NULL;
697         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
698
699         if (mz->on_tree)
700                 return;
701
702         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
703         if (!mz->usage_in_excess)
704                 return;
705         while (*p) {
706                 parent = *p;
707                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
708                                         tree_node);
709                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
710                         p = &(*p)->rb_left;
711                 /*
712                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
713                  * limit by the same amount
714                  */
715                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
716                         p = &(*p)->rb_right;
717         }
718         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
719         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
720         mz->on_tree = true;
721 }
722
723 static void
724 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
725                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
726                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
727 {
728         if (!mz->on_tree)
729                 return;
730         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
731         mz->on_tree = false;
732 }
733
734 static void
735 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
736                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
737                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
738 {
739         spin_lock(&mctz->lock);
740         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
741         spin_unlock(&mctz->lock);
742 }
743
744
745 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
746 {
747         unsigned long long excess;
748         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
749         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
750         int nid = page_to_nid(page);
751         int zid = page_zonenum(page);
752         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
753
754         /*
755          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
756          * because their event counter is not touched.
757          */
758         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
759                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
760                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
761                 /*
762                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
763                  * mem is over its softlimit.
764                  */
765                 if (excess || mz->on_tree) {
766                         spin_lock(&mctz->lock);
767                         /* if on-tree, remove it */
768                         if (mz->on_tree)
769                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770                         /*
771                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
772                          * If excess is 0, no tree ops.
773                          */
774                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
775                         spin_unlock(&mctz->lock);
776                 }
777         }
778 }
779
780 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
781 {
782         int node, zone;
783         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
784         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
785
786         for_each_node(node) {
787                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
788                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
789                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
790                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
791                 }
792         }
793 }
794
795 static struct mem_cgroup_per_zone *
796 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
797 {
798         struct rb_node *rightmost = NULL;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800
801 retry:
802         mz = NULL;
803         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
804         if (!rightmost)
805                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
806
807         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
808         /*
809          * Remove the node now but someone else can add it back,
810          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
811          * position in the tree.
812          */
813         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
814         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
815                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
816                 goto retry;
817 done:
818         return mz;
819 }
820
821 static struct mem_cgroup_per_zone *
822 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
823 {
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825
826         spin_lock(&mctz->lock);
827         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
828         spin_unlock(&mctz->lock);
829         return mz;
830 }
831
832 /*
833  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
834  *
835  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
836  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
837  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
838  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
839  *
840  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
841  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
842  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
843  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
844  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
845  *
846  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
847  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
848  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
849  * implemented.
850  */
851 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
852                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
853 {
854         long val = 0;
855         int cpu;
856
857         get_online_cpus();
858         for_each_online_cpu(cpu)
859                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
860 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
861         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
862         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
863         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
864 #endif
865         put_online_cpus();
866         return val;
867 }
868
869 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
870                                          bool charge)
871 {
872         int val = (charge) ? 1 : -1;
873         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
874 }
875
876 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
877                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
878 {
879         unsigned long val = 0;
880         int cpu;
881
882         for_each_online_cpu(cpu)
883                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
884 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
885         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
886         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
887         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
888 #endif
889         return val;
890 }
891
892 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
893                                          struct page *page,
894                                          bool anon, int nr_pages)
895 {
896         preempt_disable();
897
898         /*
899          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
900          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
901          */
902         if (anon)
903                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
904                                 nr_pages);
905         else
906                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
907                                 nr_pages);
908
909         if (PageTransHuge(page))
910                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
911                                 nr_pages);
912
913         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
914         if (nr_pages > 0)
915                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
916         else {
917                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
918                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
919         }
920
921         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
922
923         preempt_enable();
924 }
925
926 unsigned long
927 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
928 {
929         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
930
931         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
932         return mz->lru_size[lru];
933 }
934
935 static unsigned long
936 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
937                         unsigned int lru_mask)
938 {
939         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
940         enum lru_list lru;
941         unsigned long ret = 0;
942
943         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
944
945         for_each_lru(lru) {
946                 if (BIT(lru) & lru_mask)
947                         ret += mz->lru_size[lru];
948         }
949         return ret;
950 }
951
952 static unsigned long
953 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
954                         int nid, unsigned int lru_mask)
955 {
956         u64 total = 0;
957         int zid;
958
959         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
960                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
961                                                 nid, zid, lru_mask);
962
963         return total;
964 }
965
966 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
967                         unsigned int lru_mask)
968 {
969         int nid;
970         u64 total = 0;
971
972         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
973                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
974         return total;
975 }
976
977 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
978                                        enum mem_cgroup_events_target target)
979 {
980         unsigned long val, next;
981
982         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
983         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
984         /* from time_after() in jiffies.h */
985         if ((long)next - (long)val < 0) {
986                 switch (target) {
987                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
988                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
989                         break;
990                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
991                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
992                         break;
993                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
994                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
995                         break;
996                 default:
997                         break;
998                 }
999                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1000                 return true;
1001         }
1002         return false;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Check events in order.
1007  *
1008  */
1009 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1010 {
1011         preempt_disable();
1012         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1013         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1014                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1015                 bool do_softlimit;
1016                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1017
1018                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1020 #if MAX_NUMNODES > 1
1021                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1022                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1023 #endif
1024                 preempt_enable();
1025
1026                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1027                 if (unlikely(do_softlimit))
1028                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1029 #if MAX_NUMNODES > 1
1030                 if (unlikely(do_numainfo))
1031                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1032 #endif
1033         } else
1034                 preempt_enable();
1035 }
1036
1037 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1038 {
1039         /*
1040          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1041          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1042          * So this can be called with p == NULL.
1043          */
1044         if (unlikely(!p))
1045                 return NULL;
1046
1047         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1048 }
1049
1050 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1051 {
1052         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1053
1054         if (!mm)
1055                 return NULL;
1056         /*
1057          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1058          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1059          * pessimistic (rather than adding locks here).
1060          */
1061         rcu_read_lock();
1062         do {
1063                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1064                 if (unlikely(!memcg))
1065                         break;
1066         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1073  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1074  *
1075  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1076  */
1077 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1078                 struct mem_cgroup *last_visited)
1079 {
1080         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1081
1082         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1083 skip_node:
1084         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1085
1086         /*
1087          * Even if we found a group we have to make sure it is
1088          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1089          * skipped and we should continue the tree walk.
1090          * last_visited css is safe to use because it is
1091          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1092          */
1093         if (next_css) {
1094                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1095
1096                 if (css_tryget(&mem->css))
1097                         return mem;
1098                 else {
1099                         prev_css = next_css;
1100                         goto skip_node;
1101                 }
1102         }
1103
1104         return NULL;
1105 }
1106
1107 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1108 {
1109         /*
1110          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1111          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1112          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1113          */
1114         atomic_inc(&root->dead_count);
1115 }
1116
1117 static struct mem_cgroup *
1118 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1119                      struct mem_cgroup *root,
1120                      int *sequence)
1121 {
1122         struct mem_cgroup *position = NULL;
1123         /*
1124          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1125          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1126          *
1127          * If the iterator is valid, we may still race with an
1128          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1129          * released, tryget will fail if we lost the race.
1130          */
1131         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1132         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1133                 smp_rmb();
1134                 position = iter->last_visited;
1135                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1136                         position = NULL;
1137         }
1138         return position;
1139 }
1140
1141 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1142                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1143                                    struct mem_cgroup *new_position,
1144                                    int sequence)
1145 {
1146         if (last_visited)
1147                 css_put(&last_visited->css);
1148         /*
1149          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1150          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1151          * don't lose destruction events in between.  We could have
1152          * raced with the destruction of @new_position after all.
1153          */
1154         iter->last_visited = new_position;
1155         smp_wmb();
1156         iter->last_dead_count = sequence;
1157 }
1158
1159 /**
1160  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1161  * @root: hierarchy root
1162  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1163  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1164  *
1165  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1166  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1167  *
1168  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1169  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1170  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1171  *
1172  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1173  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1174  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1175  */
1176 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1177                                    struct mem_cgroup *prev,
1178                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1179 {
1180         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1181         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1182
1183         if (mem_cgroup_disabled())
1184                 return NULL;
1185
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188
1189         if (prev && !reclaim)
1190                 last_visited = prev;
1191
1192         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1193                 if (prev)
1194                         goto out_css_put;
1195                 return root;
1196         }
1197
1198         rcu_read_lock();
1199         while (!memcg) {
1200                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1201                 int uninitialized_var(seq);
1202
1203                 if (reclaim) {
1204                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1205                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1206                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1207
1208                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1209                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1210                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1211                                 iter->last_visited = NULL;
1212                                 goto out_unlock;
1213                         }
1214
1215                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1216                 }
1217
1218                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1219
1220                 if (reclaim) {
1221                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1222
1223                         if (!memcg)
1224                                 iter->generation++;
1225                         else if (!prev && memcg)
1226                                 reclaim->generation = iter->generation;
1227                 }
1228
1229                 if (prev && !memcg)
1230                         goto out_unlock;
1231         }
1232 out_unlock:
1233         rcu_read_unlock();
1234 out_css_put:
1235         if (prev && prev != root)
1236                 css_put(&prev->css);
1237
1238         return memcg;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1243  * @root: hierarchy root
1244  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1245  */
1246 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1247                            struct mem_cgroup *prev)
1248 {
1249         if (!root)
1250                 root = root_mem_cgroup;
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1257  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1258  * be used for reference counting.
1259  */
1260 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1261         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1262              iter != NULL;                              \
1263              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1264
1265 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1266         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1267              iter != NULL;                              \
1268              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1269
1270 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg;
1273
1274         rcu_read_lock();
1275         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1276         if (unlikely(!memcg))
1277                 goto out;
1278
1279         switch (idx) {
1280         case PGFAULT:
1281                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1282                 break;
1283         case PGMAJFAULT:
1284                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1285                 break;
1286         default:
1287                 BUG();
1288         }
1289 out:
1290         rcu_read_unlock();
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1293
1294 /**
1295  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1296  * @zone: zone of the wanted lruvec
1297  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1298  *
1299  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1300  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1301  * is disabled.
1302  */
1303 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1304                                       struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1307         struct lruvec *lruvec;
1308
1309         if (mem_cgroup_disabled()) {
1310                 lruvec = &zone->lruvec;
1311                 goto out;
1312         }
1313
1314         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1315         lruvec = &mz->lruvec;
1316 out:
1317         /*
1318          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1319          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1320          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1321          */
1322         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1323                 lruvec->zone = zone;
1324         return lruvec;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1329  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1330  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1331  *
1332  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1333  * 1. charge
1334  * 2. moving account
1335  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1336  * It is added to LRU before charge.
1337  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1338  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1339  */
1340
1341 /**
1342  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1343  * @page: the page
1344  * @zone: zone of the page
1345  */
1346 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1347 {
1348         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1349         struct mem_cgroup *memcg;
1350         struct page_cgroup *pc;
1351         struct lruvec *lruvec;
1352
1353         if (mem_cgroup_disabled()) {
1354                 lruvec = &zone->lruvec;
1355                 goto out;
1356         }
1357
1358         pc = lookup_page_cgroup(page);
1359         memcg = pc->mem_cgroup;
1360
1361         /*
1362          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1363          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1364          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1365          *
1366          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1367          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1368          * of pc->mem_cgroup safe.
1369          */
1370         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1371                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1372
1373         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1374         lruvec = &mz->lruvec;
1375 out:
1376         /*
1377          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1378          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1379          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1380          */
1381         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1382                 lruvec->zone = zone;
1383         return lruvec;
1384 }
1385
1386 /**
1387  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1388  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1389  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1390  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1391  *
1392  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1393  * lru list.
1394  */
1395 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1396                                 int nr_pages)
1397 {
1398         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1399         unsigned long *lru_size;
1400
1401         if (mem_cgroup_disabled())
1402                 return;
1403
1404         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1405         lru_size = mz->lru_size + lru;
1406         *lru_size += nr_pages;
1407         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1412  * hierarchy subtree
1413  */
1414 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1415                                   struct mem_cgroup *memcg)
1416 {
1417         if (root_memcg == memcg)
1418                 return true;
1419         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1420                 return false;
1421         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1422 }
1423
1424 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1425                                        struct mem_cgroup *memcg)
1426 {
1427         bool ret;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1431         rcu_read_unlock();
1432         return ret;
1433 }
1434
1435 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1436                         const struct mem_cgroup *memcg)
1437 {
1438         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1439         struct task_struct *p;
1440         bool ret;
1441
1442         p = find_lock_task_mm(task);
1443         if (p) {
1444                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1445                 task_unlock(p);
1446         } else {
1447                 /*
1448                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1449                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1450                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1451                  */
1452                 rcu_read_lock();
1453                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1454                 if (curr)
1455                         css_get(&curr->css);
1456                 rcu_read_unlock();
1457         }
1458         if (!curr)
1459                 return false;
1460         /*
1461          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1462          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1463          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1464          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1465          */
1466         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1467         css_put(&curr->css);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1472 {
1473         unsigned long inactive_ratio;
1474         unsigned long inactive;
1475         unsigned long active;
1476         unsigned long gb;
1477
1478         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1479         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1480
1481         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1482         if (gb)
1483                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1484         else
1485                 inactive_ratio = 1;
1486
1487         return inactive * inactive_ratio < active;
1488 }
1489
1490 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1491         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1492
1493 /**
1494  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1495  * @memcg: the memory cgroup
1496  *
1497  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1498  * pages.
1499  */
1500 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         unsigned long long margin;
1503
1504         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1505         if (do_swap_account)
1506                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1507         return margin >> PAGE_SHIFT;
1508 }
1509
1510 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         /* root ? */
1513         if (!css_parent(&memcg->css))
1514                 return vm_swappiness;
1515
1516         return memcg->swappiness;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1521  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1522  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1523  * rcu_read_lock(), like this:
1524  *
1525  *         CPU-A                                    CPU-B
1526  *                                              rcu_read_lock()
1527  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1528  *                                                   take heavy locks.
1529  *         synchronize_rcu()                    update something.
1530  *                                              rcu_read_unlock()
1531  *         start move here.
1532  */
1533
1534 /* for quick checking without looking up memcg */
1535 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1536
1537 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         atomic_inc(&memcg_moving);
1540         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1541         synchronize_rcu();
1542 }
1543
1544 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         /*
1547          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1548          * We check NULL in callee rather than caller.
1549          */
1550         if (memcg) {
1551                 atomic_dec(&memcg_moving);
1552                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1558  *
1559  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1560  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1561  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1562  *
1563  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1564  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1565  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1566  */
1567
1568 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1569 {
1570         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1571         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1572 }
1573
1574 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         struct mem_cgroup *from;
1577         struct mem_cgroup *to;
1578         bool ret = false;
1579         /*
1580          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1581          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1582          */
1583         spin_lock(&mc.lock);
1584         from = mc.from;
1585         to = mc.to;
1586         if (!from)
1587                 goto unlock;
1588
1589         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1590                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1591 unlock:
1592         spin_unlock(&mc.lock);
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1597 {
1598         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1599                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1600                         DEFINE_WAIT(wait);
1601                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1602                         /* moving charge context might have finished. */
1603                         if (mc.moving_task)
1604                                 schedule();
1605                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1606                         return true;
1607                 }
1608         }
1609         return false;
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Take this lock when
1614  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1615  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1616  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1617  */
1618 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1619                                   unsigned long *flags)
1620 {
1621         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1622 }
1623
1624 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1625                                 unsigned long *flags)
1626 {
1627         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1628 }
1629
1630 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1631 /**
1632  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1633  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1634  * @p: Task that is going to be killed
1635  *
1636  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1637  * enabled
1638  */
1639 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1640 {
1641         struct cgroup *task_cgrp;
1642         struct cgroup *mem_cgrp;
1643         /*
1644          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1645          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1646          * If this assumption is broken, revisit this code.
1647          */
1648         static char memcg_name[PATH_MAX];
1649         int ret;
1650         struct mem_cgroup *iter;
1651         unsigned int i;
1652
1653         if (!p)
1654                 return;
1655
1656         rcu_read_lock();
1657
1658         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1659         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1660
1661         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1662         if (ret < 0) {
1663                 /*
1664                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1665                  * But we'll still print out the usage information
1666                  */
1667                 rcu_read_unlock();
1668                 goto done;
1669         }
1670         rcu_read_unlock();
1671
1672         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1673
1674         rcu_read_lock();
1675         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1676         if (ret < 0) {
1677                 rcu_read_unlock();
1678                 goto done;
1679         }
1680         rcu_read_unlock();
1681
1682         /*
1683          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1684          */
1685         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1686 done:
1687
1688         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1689                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1690                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1691                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1692         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1693                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1694                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1695                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1696         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1697                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1700
1701         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1702                 pr_info("Memory cgroup stats");
1703
1704                 rcu_read_lock();
1705                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1706                 if (!ret)
1707                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1708                 rcu_read_unlock();
1709                 pr_cont(":");
1710
1711                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1712                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1713                                 continue;
1714                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1715                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1716                 }
1717
1718                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1719                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1720                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1721
1722                 pr_cont("\n");
1723         }
1724 }
1725
1726 /*
1727  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1728  * 1(self count) if no children.
1729  */
1730 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         int num = 0;
1733         struct mem_cgroup *iter;
1734
1735         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1736                 num++;
1737         return num;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1742  */
1743 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1744 {
1745         u64 limit;
1746
1747         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1748
1749         /*
1750          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1751          */
1752         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1753                 u64 memsw;
1754
1755                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1756                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1757
1758                 /*
1759                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1760                  * available to this memcg, return that limit.
1761                  */
1762                 limit = min(limit, memsw);
1763         }
1764
1765         return limit;
1766 }
1767
1768 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1769                                      int order)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *iter;
1772         unsigned long chosen_points = 0;
1773         unsigned long totalpages;
1774         unsigned int points = 0;
1775         struct task_struct *chosen = NULL;
1776
1777         /*
1778          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1779          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1780          * quickly exit and free its memory.
1781          */
1782         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1783                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1784                 return;
1785         }
1786
1787         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1788         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1789         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1790                 struct css_task_iter it;
1791                 struct task_struct *task;
1792
1793                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1794                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1795                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1796                                                         false)) {
1797                         case OOM_SCAN_SELECT:
1798                                 if (chosen)
1799                                         put_task_struct(chosen);
1800                                 chosen = task;
1801                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1802                                 get_task_struct(chosen);
1803                                 /* fall through */
1804                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1805                                 continue;
1806                         case OOM_SCAN_ABORT:
1807                                 css_task_iter_end(&it);
1808                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1809                                 if (chosen)
1810                                         put_task_struct(chosen);
1811                                 return;
1812                         case OOM_SCAN_OK:
1813                                 break;
1814                         };
1815                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1816                         if (points > chosen_points) {
1817                                 if (chosen)
1818                                         put_task_struct(chosen);
1819                                 chosen = task;
1820                                 chosen_points = points;
1821                                 get_task_struct(chosen);
1822                         }
1823                 }
1824                 css_task_iter_end(&it);
1825         }
1826
1827         if (!chosen)
1828                 return;
1829         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1830         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1831                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1832 }
1833
1834 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1835                                         gfp_t gfp_mask,
1836                                         unsigned long flags)
1837 {
1838         unsigned long total = 0;
1839         bool noswap = false;
1840         int loop;
1841
1842         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1843                 noswap = true;
1844         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1845                 noswap = true;
1846
1847         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1848                 if (loop)
1849                         drain_all_stock_async(memcg);
1850                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1851                 /*
1852                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1853                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1854                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1855                  */
1856                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1857                         break;
1858                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1859                         break;
1860                 /*
1861                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1862                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1863                  */
1864                 if (loop && !total)
1865                         break;
1866         }
1867         return total;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1872  * @memcg: the target memcg
1873  * @nid: the node ID to be checked.
1874  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1875  *
1876  * This function returns whether the specified memcg contains any
1877  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1878  * pages in the node.
1879  */
1880 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1881                 int nid, bool noswap)
1882 {
1883         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1884                 return true;
1885         if (noswap || !total_swap_pages)
1886                 return false;
1887         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1888                 return true;
1889         return false;
1890
1891 }
1892 #if MAX_NUMNODES > 1
1893
1894 /*
1895  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1896  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1897  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1898  *
1899  */
1900 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1901 {
1902         int nid;
1903         /*
1904          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1905          * pagein/pageout changes since the last update.
1906          */
1907         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1908                 return;
1909         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1910                 return;
1911
1912         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1913         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1914
1915         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1916
1917                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1918                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1919         }
1920
1921         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1922         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1927  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1928  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1929  *
1930  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1931  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1932  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1933  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1934  *
1935  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1936  */
1937 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1938 {
1939         int node;
1940
1941         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1942         node = memcg->last_scanned_node;
1943
1944         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1945         if (node == MAX_NUMNODES)
1946                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1947         /*
1948          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1949          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1950          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1951          * we use curret node.
1952          */
1953         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1954                 node = numa_node_id();
1955
1956         memcg->last_scanned_node = node;
1957         return node;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1962  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1963  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1964  * enough new information. We need to do double check.
1965  */
1966 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1967 {
1968         int nid;
1969
1970         /*
1971          * quick check...making use of scan_node.
1972          * We can skip unused nodes.
1973          */
1974         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1975                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1976                      nid < MAX_NUMNODES;
1977                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1978
1979                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1980                                 return true;
1981                 }
1982         }
1983         /*
1984          * Check rest of nodes.
1985          */
1986         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1987                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1988                         continue;
1989                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1990                         return true;
1991         }
1992         return false;
1993 }
1994
1995 #else
1996 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1997 {
1998         return 0;
1999 }
2000
2001 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2002 {
2003         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2004 }
2005 #endif
2006
2007 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2008                                    struct zone *zone,
2009                                    gfp_t gfp_mask,
2010                                    unsigned long *total_scanned)
2011 {
2012         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2013         int total = 0;
2014         int loop = 0;
2015         unsigned long excess;
2016         unsigned long nr_scanned;
2017         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2018                 .zone = zone,
2019                 .priority = 0,
2020         };
2021
2022         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2023
2024         while (1) {
2025                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2026                 if (!victim) {
2027                         loop++;
2028                         if (loop >= 2) {
2029                                 /*
2030                                  * If we have not been able to reclaim
2031                                  * anything, it might because there are
2032                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2033                                  */
2034                                 if (!total)
2035                                         break;
2036                                 /*
2037                                  * We want to do more targeted reclaim.
2038                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2039                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2040                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2041                                  */
2042                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2043                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2044                                         break;
2045                         }
2046                         continue;
2047                 }
2048                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2049                         continue;
2050                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2051                                                      zone, &nr_scanned);
2052                 *total_scanned += nr_scanned;
2053                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2054                         break;
2055         }
2056         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2057         return total;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2062  * If someone is running, return false.
2063  * Has to be called with memcg_oom_lock
2064  */
2065 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2066 {
2067         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2068
2069         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2070                 if (iter->oom_lock) {
2071                         /*
2072                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2073                          * so we cannot give a lock.
2074                          */
2075                         failed = iter;
2076                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2077                         break;
2078                 } else
2079                         iter->oom_lock = true;
2080         }
2081
2082         if (!failed)
2083                 return true;
2084
2085         /*
2086          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2087          * what we set up to the failing subtree
2088          */
2089         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2090                 if (iter == failed) {
2091                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2092                         break;
2093                 }
2094                 iter->oom_lock = false;
2095         }
2096         return false;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Has to be called with memcg_oom_lock
2101  */
2102 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2103 {
2104         struct mem_cgroup *iter;
2105
2106         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2107                 iter->oom_lock = false;
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2112 {
2113         struct mem_cgroup *iter;
2114
2115         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2116                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2117 }
2118
2119 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2120 {
2121         struct mem_cgroup *iter;
2122
2123         /*
2124          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2125          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2126          * atomic_add_unless() here.
2127          */
2128         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2129                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2130 }
2131
2132 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2133 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2134
2135 struct oom_wait_info {
2136         struct mem_cgroup *memcg;
2137         wait_queue_t    wait;
2138 };
2139
2140 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2141         unsigned mode, int sync, void *arg)
2142 {
2143         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2144         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2145         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2146
2147         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2148         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2149
2150         /*
2151          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2152          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2153          */
2154         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2155                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2156                 return 0;
2157         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2158 }
2159
2160 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2161 {
2162         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2163         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2164 }
2165
2166 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2167 {
2168         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2169                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2174  */
2175 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2176                                   int order)
2177 {
2178         struct oom_wait_info owait;
2179         bool locked, need_to_kill;
2180
2181         owait.memcg = memcg;
2182         owait.wait.flags = 0;
2183         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2184         owait.wait.private = current;
2185         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2186         need_to_kill = true;
2187         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2188
2189         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2190         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2191         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2192         /*
2193          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2194          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2195          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2196          */
2197         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2198         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2199                 need_to_kill = false;
2200         if (locked)
2201                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2202         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2203
2204         if (need_to_kill) {
2205                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2206                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2207         } else {
2208                 schedule();
2209                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2210         }
2211         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2212         if (locked)
2213                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2214         memcg_wakeup_oom(memcg);
2215         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2216
2217         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2218
2219         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2220                 return false;
2221         /* Give chance to dying process */
2222         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2223         return true;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2228  * generalized to update other statistics as well.
2229  *
2230  * Notes: Race condition
2231  *
2232  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2233  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2234  * to do so _always_.
2235  *
2236  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2237  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2238  * are no race with "charge".
2239  *
2240  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2241  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2242  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2243  * by flags.
2244  *
2245  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2246  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2247  * If there is, we take a lock.
2248  */
2249
2250 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2251                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2252 {
2253         struct mem_cgroup *memcg;
2254         struct page_cgroup *pc;
2255
2256         pc = lookup_page_cgroup(page);
2257 again:
2258         memcg = pc->mem_cgroup;
2259         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2260                 return;
2261         /*
2262          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2263          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2264          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2265          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2266          */
2267         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2268                 return;
2269
2270         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2271         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2272                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2273                 goto again;
2274         }
2275         *locked = true;
2276 }
2277
2278 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2279 {
2280         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2281
2282         /*
2283          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2284          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2285          * should take move_lock_mem_cgroup().
2286          */
2287         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2288 }
2289
2290 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2291                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2292 {
2293         struct mem_cgroup *memcg;
2294         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2295         unsigned long uninitialized_var(flags);
2296
2297         if (mem_cgroup_disabled())
2298                 return;
2299
2300         memcg = pc->mem_cgroup;
2301         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2302                 return;
2303
2304         switch (idx) {
2305         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2306                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2307                 break;
2308         default:
2309                 BUG();
2310         }
2311
2312         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2317  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2318  */
2319 #define CHARGE_BATCH    32U
2320 struct memcg_stock_pcp {
2321         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2322         unsigned int nr_pages;
2323         struct work_struct work;
2324         unsigned long flags;
2325 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2326 };
2327 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2328 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2329
2330 /**
2331  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2332  * @memcg: memcg to consume from.
2333  * @nr_pages: how many pages to charge.
2334  *
2335  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2336  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2337  * service an allocation will refill the stock.
2338  *
2339  * returns true if successful, false otherwise.
2340  */
2341 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2342 {
2343         struct memcg_stock_pcp *stock;
2344         bool ret = true;
2345
2346         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2347                 return false;
2348
2349         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2350         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2351                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2352         else /* need to call res_counter_charge */
2353                 ret = false;
2354         put_cpu_var(memcg_stock);
2355         return ret;
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2360  */
2361 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2362 {
2363         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2364
2365         if (stock->nr_pages) {
2366                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2367
2368                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2369                 if (do_swap_account)
2370                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2371                 stock->nr_pages = 0;
2372         }
2373         stock->cached = NULL;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2378  * a thread which is pinned to local cpu.
2379  */
2380 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2381 {
2382         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2383         drain_stock(stock);
2384         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2385 }
2386
2387 static void __init memcg_stock_init(void)
2388 {
2389         int cpu;
2390
2391         for_each_possible_cpu(cpu) {
2392                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2393                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2394                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2395         }
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2400  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2401  */
2402 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2403 {
2404         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2405
2406         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2407                 drain_stock(stock);
2408                 stock->cached = memcg;
2409         }
2410         stock->nr_pages += nr_pages;
2411         put_cpu_var(memcg_stock);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2416  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2417  * until the work is done.
2418  */
2419 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2420 {
2421         int cpu, curcpu;
2422
2423         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2424         get_online_cpus();
2425         curcpu = get_cpu();
2426         for_each_online_cpu(cpu) {
2427                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2428                 struct mem_cgroup *memcg;
2429
2430                 memcg = stock->cached;
2431                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2432                         continue;
2433                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2434                         continue;
2435                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2436                         if (cpu == curcpu)
2437                                 drain_local_stock(&stock->work);
2438                         else
2439                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2440                 }
2441         }
2442         put_cpu();
2443
2444         if (!sync)
2445                 goto out;
2446
2447         for_each_online_cpu(cpu) {
2448                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2449                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2450                         flush_work(&stock->work);
2451         }
2452 out:
2453         put_online_cpus();
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2458  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2459  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2460  * it.
2461  */
2462 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2463 {
2464         /*
2465          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2466          */
2467         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2468                 return;
2469         drain_all_stock(root_memcg, false);
2470         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2471 }
2472
2473 /* This is a synchronous drain interface. */
2474 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2475 {
2476         /* called when force_empty is called */
2477         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2478         drain_all_stock(root_memcg, true);
2479         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2484  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2485  */
2486 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2487 {
2488         int i;
2489
2490         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2491         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2492                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2493
2494                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2495                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2496         }
2497         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2498                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2499
2500                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2501                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2502         }
2503         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2504 }
2505
2506 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2507                                         unsigned long action,
2508                                         void *hcpu)
2509 {
2510         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2511         struct memcg_stock_pcp *stock;
2512         struct mem_cgroup *iter;
2513
2514         if (action == CPU_ONLINE)
2515                 return NOTIFY_OK;
2516
2517         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2518                 return NOTIFY_OK;
2519
2520         for_each_mem_cgroup(iter)
2521                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2522
2523         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2524         drain_stock(stock);
2525         return NOTIFY_OK;
2526 }
2527
2528
2529 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2530 enum {
2531         CHARGE_OK,              /* success */
2532         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2533         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2534         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2535         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2536 };
2537
2538 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2539                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2540                                 bool oom_check)
2541 {
2542         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2543         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2544         struct res_counter *fail_res;
2545         unsigned long flags = 0;
2546         int ret;
2547
2548         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2549
2550         if (likely(!ret)) {
2551                 if (!do_swap_account)
2552                         return CHARGE_OK;
2553                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2554                 if (likely(!ret))
2555                         return CHARGE_OK;
2556
2557                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2558                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2559                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2560         } else
2561                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2562         /*
2563          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2564          * single page instead.
2565          */
2566         if (nr_pages > min_pages)
2567                 return CHARGE_RETRY;
2568
2569         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2570                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2571
2572         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2573                 return CHARGE_NOMEM;
2574
2575         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2576         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2577                 return CHARGE_RETRY;
2578         /*
2579          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2580          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2581          * before killing the task.
2582          *
2583          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2584          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2585          * to regular pages anyway in case of failure.
2586          */
2587         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2588                 return CHARGE_RETRY;
2589
2590         /*
2591          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2592          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2593          */
2594         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2595                 return CHARGE_RETRY;
2596
2597         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2598         if (!oom_check)
2599                 return CHARGE_NOMEM;
2600         /* check OOM */
2601         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2602                 return CHARGE_OOM_DIE;
2603
2604         return CHARGE_RETRY;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * __mem_cgroup_try_charge() does
2609  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2610  * 2. update res_counter
2611  * 3. call memory reclaim if necessary.
2612  *
2613  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2614  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2615  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2616  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2617  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2618  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2619  *
2620  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2621  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2622  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2623  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2624  *
2625  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2626  * the oom-killer can be invoked.
2627  */
2628 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2629                                    gfp_t gfp_mask,
2630                                    unsigned int nr_pages,
2631                                    struct mem_cgroup **ptr,
2632                                    bool oom)
2633 {
2634         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2635         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2636         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2637         int ret;
2638
2639         /*
2640          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2641          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2642          * MEMDIE process.
2643          */
2644         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2645                      || fatal_signal_pending(current)))
2646                 goto bypass;
2647
2648         /*
2649          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2650          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2651          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2652          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2653          */
2654         if (!*ptr && !mm)
2655                 *ptr = root_mem_cgroup;
2656 again:
2657         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2658                 memcg = *ptr;
2659                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2660                         goto done;
2661                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2662                         goto done;
2663                 css_get(&memcg->css);
2664         } else {
2665                 struct task_struct *p;
2666
2667                 rcu_read_lock();
2668                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2669                 /*
2670                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2671                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2672                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2673                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2674                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2675                  * small race, here.
2676                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2677                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2678                  */
2679                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2680                 if (!memcg)
2681                         memcg = root_mem_cgroup;
2682                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2683                         rcu_read_unlock();
2684                         goto done;
2685                 }
2686                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2687                         /*
2688                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2689                          * But considering how consume_stok works, it's not
2690                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2691                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2692                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2693                          * calling consume_stock().
2694                          */
2695                         rcu_read_unlock();
2696                         goto done;
2697                 }
2698                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2699                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2700                         rcu_read_unlock();
2701                         goto again;
2702                 }
2703                 rcu_read_unlock();
2704         }
2705
2706         do {
2707                 bool oom_check;
2708
2709                 /* If killed, bypass charge */
2710                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2711                         css_put(&memcg->css);
2712                         goto bypass;
2713                 }
2714
2715                 oom_check = false;
2716                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2717                         oom_check = true;
2718                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2719                 }
2720
2721                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2722                     oom_check);
2723                 switch (ret) {
2724                 case CHARGE_OK:
2725                         break;
2726                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2727                         batch = nr_pages;
2728                         css_put(&memcg->css);
2729                         memcg = NULL;
2730                         goto again;
2731                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2732                         css_put(&memcg->css);
2733                         goto nomem;
2734                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2735                         if (!oom) {
2736                                 css_put(&memcg->css);
2737                                 goto nomem;
2738                         }
2739                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2740                         nr_oom_retries--;
2741                         break;
2742                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2743                         css_put(&memcg->css);
2744                         goto bypass;
2745                 }
2746         } while (ret != CHARGE_OK);
2747
2748         if (batch > nr_pages)
2749                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2750         css_put(&memcg->css);
2751 done:
2752         *ptr = memcg;
2753         return 0;
2754 nomem:
2755         *ptr = NULL;
2756         return -ENOMEM;
2757 bypass:
2758         *ptr = root_mem_cgroup;
2759         return -EINTR;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2764  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2765  * gotten by try_charge().
2766  */
2767 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2768                                        unsigned int nr_pages)
2769 {
2770         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2771                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2772
2773                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2774                 if (do_swap_account)
2775                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2776         }
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2781  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2782  */
2783 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2784                                         unsigned int nr_pages)
2785 {
2786         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2787
2788         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2789                 return;
2790
2791         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2792         if (do_swap_account)
2793                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2794                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2799  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2800  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2801  * called against removed memcg.)
2802  */
2803 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2804 {
2805         struct cgroup_subsys_state *css;
2806
2807         /* ID 0 is unused ID */
2808         if (!id)
2809                 return NULL;
2810         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2811         if (!css)
2812                 return NULL;
2813         return mem_cgroup_from_css(css);
2814 }
2815
2816 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2817 {
2818         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2819         struct page_cgroup *pc;
2820         unsigned short id;
2821         swp_entry_t ent;
2822
2823         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2824
2825         pc = lookup_page_cgroup(page);
2826         lock_page_cgroup(pc);
2827         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2828                 memcg = pc->mem_cgroup;
2829                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2830                         memcg = NULL;
2831         } else if (PageSwapCache(page)) {
2832                 ent.val = page_private(page);
2833                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2834                 rcu_read_lock();
2835                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2836                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2837                         memcg = NULL;
2838                 rcu_read_unlock();
2839         }
2840         unlock_page_cgroup(pc);
2841         return memcg;
2842 }
2843
2844 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2845                                        struct page *page,
2846                                        unsigned int nr_pages,
2847                                        enum charge_type ctype,
2848                                        bool lrucare)
2849 {
2850         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2851         struct zone *uninitialized_var(zone);
2852         struct lruvec *lruvec;
2853         bool was_on_lru = false;
2854         bool anon;
2855
2856         lock_page_cgroup(pc);
2857         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2858         /*
2859          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2860          * accessed by any other context at this point.
2861          */
2862
2863         /*
2864          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2865          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2866          */
2867         if (lrucare) {
2868                 zone = page_zone(page);
2869                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2870                 if (PageLRU(page)) {
2871                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2872                         ClearPageLRU(page);
2873                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2874                         was_on_lru = true;
2875                 }
2876         }
2877
2878         pc->mem_cgroup = memcg;
2879         /*
2880          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2881          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2882          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2883          * before USED bit, we need memory barrier here.
2884          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2885          */
2886         smp_wmb();
2887         SetPageCgroupUsed(pc);
2888
2889         if (lrucare) {
2890                 if (was_on_lru) {
2891                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2892                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2893                         SetPageLRU(page);
2894                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2895                 }
2896                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2897         }
2898
2899         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2900                 anon = true;
2901         else
2902                 anon = false;
2903
2904         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2905         unlock_page_cgroup(pc);
2906
2907         /*
2908          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2909          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2910          * if they exceeds softlimit.
2911          */
2912         memcg_check_events(memcg, page);
2913 }
2914
2915 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2916
2917 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2918 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2921                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2926  * in the memcg_cache_params struct.
2927  */
2928 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2929 {
2930         struct kmem_cache *cachep;
2931
2932         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2933         cachep = p->root_cache;
2934         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2935 }
2936
2937 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2938 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2939                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2940 {
2941         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2942         struct memcg_cache_params *params;
2943
2944         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2945                 return -EIO;
2946
2947         print_slabinfo_header(m);
2948
2949         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2950         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2951                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2952         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2953
2954         return 0;
2955 }
2956 #endif
2957
2958 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2959 {
2960         struct res_counter *fail_res;
2961         struct mem_cgroup *_memcg;
2962         int ret = 0;
2963         bool may_oom;
2964
2965         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2966         if (ret)
2967                 return ret;
2968
2969         /*
2970          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2971          * the same conditions tested by the core page allocator
2972          */
2973         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2974
2975         _memcg = memcg;
2976         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2977                                       &_memcg, may_oom);
2978
2979         if (ret == -EINTR)  {
2980                 /*
2981                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2982                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2983                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2984                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2985                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2986                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2987                  * our minds.
2988                  *
2989                  * This condition will only trigger if the task entered
2990                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2991                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2992                  * dying when the allocation triggers should have been already
2993                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2994                  */
2995                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2996                 if (do_swap_account)
2997                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2998                                                   &fail_res);
2999                 ret = 0;
3000         } else if (ret)
3001                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3002
3003         return ret;
3004 }
3005
3006 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3007 {
3008         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3009         if (do_swap_account)
3010                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3011
3012         /* Not down to 0 */
3013         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3014                 return;
3015
3016         /*
3017          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3018          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3019          * outliving the memcg existence.
3020          *
3021          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3022          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3023          */
3024         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3025                 css_put(&memcg->css);
3026 }
3027
3028 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3029 {
3030         if (!memcg)
3031                 return;
3032
3033         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3034         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3035         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3040  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3041  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3042  */
3043 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3044 {
3045         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3050  * operation, because that is its main call site.
3051  *
3052  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3053  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3054  */
3055 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3056 {
3057         int num, ret;
3058
3059         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3060                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3061         if (num < 0)
3062                 return num;
3063         /*
3064          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3065          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3066          * guarantees only one process will set the following boolean
3067          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3068          * by the set_limit_mutex anyway.
3069          */
3070         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3071
3072         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3073         if (ret) {
3074                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3075                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3076                 return ret;
3077         }
3078
3079         memcg->kmemcg_id = num;
3080         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3081         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3082         return 0;
3083 }
3084
3085 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3086 {
3087         ssize_t size;
3088         if (num_groups <= 0)
3089                 return 0;
3090
3091         size = 2 * num_groups;
3092         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3093                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3094         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3095                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3096
3097         return size;
3098 }
3099
3100 /*
3101  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3102  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3103  * calling this.
3104  */
3105 void memcg_update_array_size(int num)
3106 {
3107         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3108                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3109 }
3110
3111 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3112
3113 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3114 {
3115         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3116
3117         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3118
3119         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3120                 int i;
3121                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3122
3123                 size *= sizeof(void *);
3124                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3125
3126                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3127                 if (!s->memcg_params) {
3128                         s->memcg_params = cur_params;
3129                         return -ENOMEM;
3130                 }
3131
3132                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3133
3134                 /*
3135                  * There is the chance it will be bigger than
3136                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3137                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3138                  * have a bigger array.
3139                  *
3140                  * But if that is the case, the data after
3141                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3142                  */
3143                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3144                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3145                                 continue;
3146                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3147                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3148                 }
3149
3150                 /*
3151                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3152                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3153                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3154                  *
3155                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3156                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3157                  * anyway.
3158                  */
3159                 kfree(cur_params);
3160         }
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3165                          struct kmem_cache *root_cache)
3166 {
3167         size_t size;
3168
3169         if (!memcg_kmem_enabled())
3170                 return 0;
3171
3172         if (!memcg) {
3173                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3174                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3175         } else
3176                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3177
3178         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3179         if (!s->memcg_params)
3180                 return -ENOMEM;
3181
3182         if (memcg) {
3183                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3184                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3185                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3186                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3187         } else
3188                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3189
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3194 {
3195         struct kmem_cache *root;
3196         struct mem_cgroup *memcg;
3197         int id;
3198
3199         /*
3200          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3201          * add any memcg.
3202          */
3203         if (!s->memcg_params)
3204                 return;
3205
3206         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3207                 goto out;
3208
3209         memcg = s->memcg_params->memcg;
3210         id  = memcg_cache_id(memcg);
3211
3212         root = s->memcg_params->root_cache;
3213         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3214
3215         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3216         list_del(&s->memcg_params->list);
3217         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3218
3219         css_put(&memcg->css);
3220 out:
3221         kfree(s->memcg_params);
3222 }
3223
3224 /*
3225  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3226  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3227  * enqueing new caches to be created.
3228  *
3229  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3230  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3231  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3232  * objects during debug.
3233  *
3234  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3235  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3236  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3237  * cache again, failing at the same point.
3238  *
3239  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3240  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3241  * inside the following two functions.
3242  */
3243 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3244 {
3245         VM_BUG_ON(!current->mm);
3246         current->memcg_kmem_skip_account++;
3247 }
3248
3249 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3250 {
3251         VM_BUG_ON(!current->mm);
3252         current->memcg_kmem_skip_account--;
3253 }
3254
3255 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3256 {
3257         struct kmem_cache *cachep;
3258         struct memcg_cache_params *p;
3259
3260         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3261
3262         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3263
3264         /*
3265          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3266          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3267          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3268          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3269          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3270          *
3271          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3272          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3273          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3274          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3275          * destroy it.
3276          *
3277          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3278          * again
3279          */
3280         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3281                 kmem_cache_shrink(cachep);
3282                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3283                         return;
3284         } else
3285                 kmem_cache_destroy(cachep);
3286 }
3287
3288 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3289 {
3290         if (!cachep->memcg_params->dead)
3291                 return;
3292
3293         /*
3294          * There are many ways in which we can get here.
3295          *
3296          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3297          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3298          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3299          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3300          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3301          *
3302          * But we can also get here from the worker itself, if
3303          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3304          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3305          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3306          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3307          *
3308          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3309          * running if there is already work pending
3310          */
3311         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3312                 return;
3313         /*
3314          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3315          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3316          */
3317         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3318 }
3319
3320 /*
3321  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3322  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3323  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3324  *
3325  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3326  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3327  */
3328 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3329
3330 /*
3331  * Called with memcg_cache_mutex held
3332  */
3333 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3334                                          struct kmem_cache *s)
3335 {
3336         struct kmem_cache *new;
3337         static char *tmp_name = NULL;
3338
3339         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3340
3341         /*
3342          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3343          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3344          * This static temporary buffer is used to prevent from
3345          * pointless shortliving allocation.
3346          */
3347         if (!tmp_name) {
3348                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3349                 if (!tmp_name)
3350                         return NULL;
3351         }
3352
3353         rcu_read_lock();
3354         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3355                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3356         rcu_read_unlock();
3357
3358         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3359                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3360
3361         if (new)
3362                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3363
3364         return new;
3365 }
3366
3367 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3368                                                   struct kmem_cache *cachep)
3369 {
3370         struct kmem_cache *new_cachep;
3371         int idx;
3372
3373         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3374
3375         idx = memcg_cache_id(memcg);
3376
3377         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3378         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3379         if (new_cachep) {
3380                 css_put(&memcg->css);
3381                 goto out;
3382         }
3383
3384         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3385         if (new_cachep == NULL) {
3386                 new_cachep = cachep;
3387                 css_put(&memcg->css);
3388                 goto out;
3389         }
3390
3391         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3392
3393         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3394         /*
3395          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3396          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3397          */
3398         wmb();
3399 out:
3400         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3401         return new_cachep;
3402 }
3403
3404 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3405 {
3406         struct kmem_cache *c;
3407         int i;
3408
3409         if (!s->memcg_params)
3410                 return;
3411         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3412                 return;
3413
3414         /*
3415          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3416          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3417          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3418          *
3419          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3420          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3421          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3422          */
3423         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3424         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3425                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3426                 if (!c)
3427                         continue;
3428
3429                 /*
3430                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3431                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3432                  * proceed with destruction ourselves.
3433                  *
3434                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3435                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3436                  * the cache still have active pages until this very moment.
3437                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3438                  *
3439                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3440                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3441                  */
3442                 c->memcg_params->dead = false;
3443                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3444                 kmem_cache_destroy(c);
3445         }
3446         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3447 }
3448
3449 struct create_work {
3450         struct mem_cgroup *memcg;
3451         struct kmem_cache *cachep;
3452         struct work_struct work;
3453 };
3454
3455 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3456 {
3457         struct kmem_cache *cachep;
3458         struct memcg_cache_params *params;
3459
3460         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3461                 return;
3462
3463         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3464         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3465                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3466                 cachep->memcg_params->dead = true;
3467                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3468         }
3469         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3470 }
3471
3472 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3473 {
3474         struct create_work *cw;
3475
3476         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3477         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3478         kfree(cw);
3479 }
3480
3481 /*
3482  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3483  */
3484 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3485                                          struct kmem_cache *cachep)
3486 {
3487         struct create_work *cw;
3488
3489         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3490         if (cw == NULL) {
3491                 css_put(&memcg->css);
3492                 return;
3493         }
3494
3495         cw->memcg = memcg;
3496         cw->cachep = cachep;
3497
3498         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3499         schedule_work(&cw->work);
3500 }
3501
3502 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3503                                        struct kmem_cache *cachep)
3504 {
3505         /*
3506          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3507          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3508          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3509          *
3510          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3511          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3512          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3513          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3514          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3515          */
3516         memcg_stop_kmem_account();
3517         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3518         memcg_resume_kmem_account();
3519 }
3520 /*
3521  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3522  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3523  *
3524  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3525  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3526  * in a workqueue.
3527  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3528  * the original cache.
3529  *
3530  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3531  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3532  */
3533 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3534                                           gfp_t gfp)
3535 {
3536         struct mem_cgroup *memcg;
3537         int idx;
3538
3539         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3540         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3541
3542         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3543                 return cachep;
3544
3545         rcu_read_lock();
3546         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3547
3548         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3549                 goto out;
3550
3551         idx = memcg_cache_id(memcg);
3552
3553         /*
3554          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3555          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3556          */
3557         read_barrier_depends();
3558         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3559                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3560                 goto out;
3561         }
3562
3563         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3564         if (!css_tryget(&memcg->css))
3565                 goto out;
3566         rcu_read_unlock();
3567
3568         /*
3569          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3570          * context), we could be be predictable and return right away.
3571          * This would guarantee that the allocation being performed
3572          * already belongs in the new cache.
3573          *
3574          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3575          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3576          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3577          * with the slab_mutex held.
3578          *
3579          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3580          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3581          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3582          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3583          * better to defer everything.
3584          */
3585         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3586         return cachep;
3587 out:
3588         rcu_read_unlock();
3589         return cachep;
3590 }
3591 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3592
3593 /*
3594  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3595  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3596  * need a further commit step to do the final arrangements.
3597  *
3598  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3599  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3600  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3601  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3602  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3603  * the compiled-out case as well.
3604  *
3605  * Returning true means the allocation is possible.
3606  */
3607 bool
3608 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3609 {
3610         struct mem_cgroup *memcg;
3611         int ret;
3612
3613         *_memcg = NULL;
3614
3615         /*
3616          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3617          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3618          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3619          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3620          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3621          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3622          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3623          *
3624          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3625          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3626          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3627          * the SLUB allocator:
3628          *
3629          *      memcg_stop_kmem_account();
3630          *      kmalloc(<large_number>)
3631          *      memcg_resume_kmem_account();
3632          *
3633          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3634          * since it will drive us directly to this function without passing
3635          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3636          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3637          * cache arrays. We bring this test here.
3638          */
3639         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3640                 return true;
3641
3642         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3643
3644         /*
3645          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3646          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3647          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3648          */
3649         if (unlikely(!memcg))
3650                 return true;
3651
3652         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3653                 css_put(&memcg->css);
3654                 return true;
3655         }
3656
3657         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3658         if (!ret)
3659                 *_memcg = memcg;
3660
3661         css_put(&memcg->css);
3662         return (ret == 0);
3663 }
3664
3665 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3666                               int order)
3667 {
3668         struct page_cgroup *pc;
3669
3670         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3671
3672         /* The page allocation failed. Revert */
3673         if (!page) {
3674                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3675                 return;
3676         }
3677
3678         pc = lookup_page_cgroup(page);
3679         lock_page_cgroup(pc);
3680         pc->mem_cgroup = memcg;
3681         SetPageCgroupUsed(pc);
3682         unlock_page_cgroup(pc);
3683 }
3684
3685 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3686 {
3687         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3688         struct page_cgroup *pc;
3689
3690
3691         pc = lookup_page_cgroup(page);
3692         /*
3693          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3694          * check again after locking.
3695          */
3696         if (!PageCgroupUsed(pc))
3697                 return;
3698
3699         lock_page_cgroup(pc);
3700         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3701                 memcg = pc->mem_cgroup;
3702                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3703         }
3704         unlock_page_cgroup(pc);
3705
3706         /*
3707          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3708          * is a valid allocation
3709          */
3710         if (!memcg)
3711                 return;
3712
3713         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3714         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3715 }
3716 #else
3717 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3718 {
3719 }
3720 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3721
3722 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3723
3724 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3725 /*
3726  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3727  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3728  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3729  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3730  */
3731 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3732 {
3733         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3734         struct page_cgroup *pc;
3735         struct mem_cgroup *memcg;
3736         int i;
3737
3738         if (mem_cgroup_disabled())
3739                 return;
3740
3741         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3742         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3743                 pc = head_pc + i;
3744                 pc->mem_cgroup = memcg;
3745                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3746                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3747         }
3748         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3749                        HPAGE_PMD_NR);
3750 }
3751 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3752
3753 /**
3754  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3755  * @page: the page
3756  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3757  * @pc: page_cgroup of the page.
3758  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3759  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3760  *
3761  * The caller must confirm following.
3762  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3763  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3764  *
3765  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3766  * from old cgroup.
3767  */
3768 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3769                                    unsigned int nr_pages,
3770                                    struct page_cgroup *pc,
3771                                    struct mem_cgroup *from,
3772                                    struct mem_cgroup *to)
3773 {
3774         unsigned long flags;
3775         int ret;
3776         bool anon = PageAnon(page);
3777
3778         VM_BUG_ON(from == to);
3779         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3780         /*
3781          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3782          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3783          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3784          * hold it.
3785          */
3786         ret = -EBUSY;
3787         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3788                 goto out;
3789
3790         lock_page_cgroup(pc);
3791
3792         ret = -EINVAL;
3793         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3794                 goto unlock;
3795
3796         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3797
3798         if (!anon && page_mapped(page)) {
3799                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3800                 preempt_disable();
3801                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3802                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3803                 preempt_enable();
3804         }
3805         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3806
3807         /* caller should have done css_get */
3808         pc->mem_cgroup = to;
3809         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3810         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3811         ret = 0;
3812 unlock:
3813         unlock_page_cgroup(pc);
3814         /*
3815          * check events
3816          */
3817         memcg_check_events(to, page);
3818         memcg_check_events(from, page);
3819 out:
3820         return ret;
3821 }
3822
3823 /**
3824  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3825  * @page: the page to move
3826  * @pc: page_cgroup of the page
3827  * @child: page's cgroup
3828  *
3829  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3830  * parent (aka use_hierarchy==0).
3831  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3832  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3833  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3834  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3835  * on the next attempt and the call should be retried later.
3836  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3837  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3838  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3839  * LRU or vanish.
3840  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3841  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3842  * disappear in the next attempt.
3843  */
3844 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3845                                   struct page_cgroup *pc,
3846                                   struct mem_cgroup *child)
3847 {
3848         struct mem_cgroup *parent;
3849         unsigned int nr_pages;
3850         unsigned long uninitialized_var(flags);
3851         int ret;
3852
3853         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3854
3855         ret = -EBUSY;
3856         if (!get_page_unless_zero(page))
3857                 goto out;
3858         if (isolate_lru_page(page))
3859                 goto put;
3860
3861         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3862
3863         parent = parent_mem_cgroup(child);
3864         /*
3865          * If no parent, move charges to root cgroup.
3866          */
3867         if (!parent)
3868                 parent = root_mem_cgroup;
3869
3870         if (nr_pages > 1) {
3871                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3872                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3873         }
3874
3875         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3876                                 pc, child, parent);
3877         if (!ret)
3878                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3879
3880         if (nr_pages > 1)
3881                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3882         putback_lru_page(page);
3883 put:
3884         put_page(page);
3885 out:
3886         return ret;
3887 }
3888
3889 /*
3890  * Charge the memory controller for page usage.
3891  * Return
3892  * 0 if the charge was successful
3893  * < 0 if the cgroup is over its limit
3894  */
3895 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3896                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3897 {
3898         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3899         unsigned int nr_pages = 1;
3900         bool oom = true;
3901         int ret;
3902
3903         if (PageTransHuge(page)) {
3904                 nr_pages <<= compound_order(page);
3905                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3906                 /*
3907                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3908                  * fault handler will fall back to regular pages.
3909                  */
3910                 oom = false;
3911         }
3912
3913         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3914         if (ret == -ENOMEM)
3915                 return ret;
3916         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3917         return 0;
3918 }
3919
3920 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3921                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3922 {
3923         if (mem_cgroup_disabled())
3924                 return 0;
3925         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3926         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3927         VM_BUG_ON(!mm);
3928         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3929                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3930 }
3931
3932 /*
3933  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3934  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3935  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3936  * "commit()" or removed by "cancel()"
3937  */
3938 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3939                                           struct page *page,
3940                                           gfp_t mask,
3941                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3942 {
3943         struct mem_cgroup *memcg;
3944         struct page_cgroup *pc;
3945         int ret;
3946
3947         pc = lookup_page_cgroup(page);
3948         /*
3949          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3950          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3951          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3952          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3953          * in turn serializes uncharging.
3954          */
3955         if (PageCgroupUsed(pc))
3956                 return 0;
3957         if (!do_swap_account)
3958                 goto charge_cur_mm;
3959         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3960         if (!memcg)
3961                 goto charge_cur_mm;
3962         *memcgp = memcg;
3963         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3964         css_put(&memcg->css);
3965         if (ret == -EINTR)
3966                 ret = 0;
3967         return ret;
3968 charge_cur_mm:
3969         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3970         if (ret == -EINTR)
3971                 ret = 0;
3972         return ret;
3973 }
3974
3975 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3976                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3977 {
3978         *memcgp = NULL;
3979         if (mem_cgroup_disabled())
3980                 return 0;
3981         /*
3982          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3983          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3984          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3985          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3986          */
3987         if (!PageSwapCache(page)) {
3988                 int ret;
3989
3990                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3991                 if (ret == -EINTR)
3992                         ret = 0;
3993                 return ret;
3994         }
3995         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3996 }
3997
3998 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3999 {
4000         if (mem_cgroup_disabled())
4001                 return;
4002         if (!memcg)
4003                 return;
4004         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4005 }
4006
4007 static void
4008 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4009                                         enum charge_type ctype)
4010 {
4011         if (mem_cgroup_disabled())
4012                 return;
4013         if (!memcg)
4014                 return;
4015
4016         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4017         /*
4018          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4019          * counted both as mem and swap....double count.
4020          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4021          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4022          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4023          */
4024         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4025                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4026                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4027         }
4028 }
4029
4030 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4031                                      struct mem_cgroup *memcg)
4032 {
4033         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4034                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4035 }
4036
4037 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4038                                 gfp_t gfp_mask)
4039 {
4040         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4041         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4042         int ret;
4043
4044         if (mem_cgroup_disabled())
4045                 return 0;
4046         if (PageCompound(page))
4047                 return 0;
4048
4049         if (!PageSwapCache(page))
4050                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4051         else { /* page is swapcache/shmem */
4052                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4053                                                      gfp_mask, &memcg);
4054                 if (!ret)
4055                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4056         }
4057         return ret;
4058 }
4059
4060 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4061                                    unsigned int nr_pages,
4062                                    const enum charge_type ctype)
4063 {
4064         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4065         bool uncharge_memsw = true;
4066
4067         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4068         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4069                 uncharge_memsw = false;
4070
4071         batch = &current->memcg_batch;
4072         /*
4073          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4074          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4075          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4076          */
4077         if (!batch->memcg)
4078                 batch->memcg = memcg;
4079         /*
4080          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4081          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4082          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4083          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4084          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4085          */
4086
4087         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4088                 goto direct_uncharge;
4089
4090         if (nr_pages > 1)
4091                 goto direct_uncharge;
4092
4093         /*
4094          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4095          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4096          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4097          */
4098         if (batch->memcg != memcg)
4099                 goto direct_uncharge;
4100         /* remember freed charge and uncharge it later */
4101         batch->nr_pages++;
4102         if (uncharge_memsw)
4103                 batch->memsw_nr_pages++;
4104         return;
4105 direct_uncharge:
4106         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4107         if (uncharge_memsw)
4108                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4109         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4110                 memcg_oom_recover(memcg);
4111 }
4112
4113 /*
4114  * uncharge if !page_mapped(page)
4115  */
4116 static struct mem_cgroup *
4117 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4118                              bool end_migration)
4119 {
4120         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4121         unsigned int nr_pages = 1;
4122         struct page_cgroup *pc;
4123         bool anon;
4124
4125         if (mem_cgroup_disabled())
4126                 return NULL;
4127
4128         if (PageTransHuge(page)) {
4129                 nr_pages <<= compound_order(page);
4130                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4131         }
4132         /*
4133          * Check if our page_cgroup is valid
4134          */
4135         pc = lookup_page_cgroup(page);
4136         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4137                 return NULL;
4138
4139         lock_page_cgroup(pc);
4140
4141         memcg = pc->mem_cgroup;
4142
4143         if (!PageCgroupUsed(pc))
4144                 goto unlock_out;
4145
4146         anon = PageAnon(page);
4147
4148         switch (ctype) {
4149         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4150                 /*
4151                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4152                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4153                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4154                  */
4155                 anon = true;
4156                 /* fallthrough */
4157         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4158                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4159                 if (page_mapped(page))
4160                         goto unlock_out;
4161                 /*
4162                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4163                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4164                  * unused post-migration page and so it has to call
4165                  * here with the migration bit still set.  See the
4166                  * res_counter handling below.
4167                  */
4168                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4169                         goto unlock_out;
4170                 break;
4171         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4172                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4173                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4174                                 goto unlock_out;
4175                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4176                                 goto unlock_out;
4177                 break;
4178         default:
4179                 break;
4180         }
4181
4182         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4183
4184         ClearPageCgroupUsed(pc);
4185         /*
4186          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4187          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4188          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4189          * special functions.
4190          */
4191
4192         unlock_page_cgroup(pc);
4193         /*
4194          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4195          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4196          */
4197         memcg_check_events(memcg, page);
4198         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4199                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4200                 css_get(&memcg->css);
4201         }
4202         /*
4203          * Migration does not charge the res_counter for the
4204          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4205          * page that is unused after the migration.
4206          */
4207         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4208                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4209
4210         return memcg;
4211
4212 unlock_out:
4213         unlock_page_cgroup(pc);
4214         return NULL;
4215 }
4216
4217 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4218 {
4219         /* early check. */
4220         if (page_mapped(page))
4221                 return;
4222         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4223         /*
4224          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4225          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4226          * and handles memcg lifetime.
4227          *
4228          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4229          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4230          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4231          * 0, there won't be any page table references to the swap
4232          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4233          * page to disk.
4234          */
4235         if (PageSwapCache(page))
4236                 return;
4237         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4238 }
4239
4240 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4241 {
4242         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4243         VM_BUG_ON(page->mapping);
4244         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4245 }
4246
4247 /*
4248  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4249  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4250  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4251  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4252  * This may be called prural(2) times in a context,
4253  */
4254
4255 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4256 {
4257         current->memcg_batch.do_batch++;
4258         /* We can do nest. */
4259         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4260                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4261                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4262                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4263         }
4264 }
4265
4266 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4267 {
4268         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4269
4270         if (!batch->do_batch)
4271                 return;
4272
4273         batch->do_batch--;
4274         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4275                 return;
4276
4277         if (!batch->memcg)
4278                 return;
4279         /*
4280          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4281          * bacause we hide charges behind us.
4282          */
4283         if (batch->nr_pages)
4284                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4285                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4286         if (batch->memsw_nr_pages)
4287                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4288                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4289         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4290         /* forget this pointer (for sanity check) */
4291         batch->memcg = NULL;
4292 }
4293
4294 #ifdef CONFIG_SWAP
4295 /*
4296  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4297  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4298  */
4299 void
4300 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4301 {
4302         struct mem_cgroup *memcg;
4303         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4304
4305         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4306                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4307
4308         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4309
4310         /*
4311          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4312          * css_get() was called in uncharge().
4313          */
4314         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4315                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4316 }
4317 #endif
4318
4319 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4320 /*
4321  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4322  * uncharge "memsw" account.
4323  */
4324 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4325 {
4326         struct mem_cgroup *memcg;
4327         unsigned short id;
4328
4329         if (!do_swap_account)
4330                 return;
4331
4332         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4333         rcu_read_lock();
4334         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4335         if (memcg) {
4336                 /*
4337                  * We uncharge this because swap is freed.
4338                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4339                  */
4340                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4341                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4342                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4343                 css_put(&memcg->css);
4344         }
4345         rcu_read_unlock();
4346 }
4347
4348 /**
4349  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4350  * @entry: swap entry to be moved
4351  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4352  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4353  *
4354  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4355  * as the mem_cgroup's id of @from.
4356  *
4357  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4358  *
4359  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4360  * both res and memsw, and called css_get().
4361  */
4362 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4363                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4364 {
4365         unsigned short old_id, new_id;
4366
4367         old_id = css_id(&from->css);
4368         new_id = css_id(&to->css);
4369
4370         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4371                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4372                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4373                 /*
4374                  * This function is only called from task migration context now.
4375                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4376                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4377                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4378                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4379                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4380                  *
4381                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4382                  * alive, so we can just call css_get().
4383                  */
4384                 css_get(&to->css);
4385                 return 0;
4386         }
4387         return -EINVAL;
4388 }
4389 #else
4390 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4391                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4392 {
4393         return -EINVAL;
4394 }
4395 #endif
4396
4397 /*
4398  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4399  * page belongs to.
4400  */
4401 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4402                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4403 {
4404         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4405         unsigned int nr_pages = 1;
4406         struct page_cgroup *pc;
4407         enum charge_type ctype;
4408
4409         *memcgp = NULL;
4410
4411         if (mem_cgroup_disabled())
4412                 return;
4413
4414         if (PageTransHuge(page))
4415                 nr_pages <<= compound_order(page);
4416
4417         pc = lookup_page_cgroup(page);
4418         lock_page_cgroup(pc);
4419         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4420                 memcg = pc->mem_cgroup;
4421                 css_get(&memcg->css);
4422                 /*
4423                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4424                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4425                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4426                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4427                  * until end_migration() is called
4428                  *
4429                  * Corner Case Thinking
4430                  * A)
4431                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4432                  * while migration was ongoing.
4433                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4434                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4435                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4436                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4437                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4438                  *
4439                  * B)
4440                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4441                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4442                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4443                  * without charging it again.
4444                  *
4445                  * C)
4446                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4447                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4448                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4449                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4450                  */
4451                 if (PageAnon(page))
4452                         SetPageCgroupMigration(pc);
4453         }
4454         unlock_page_cgroup(pc);
4455         /*
4456          * If the page is not charged at this point,
4457          * we return here.
4458          */
4459         if (!memcg)
4460                 return;
4461
4462         *memcgp = memcg;
4463         /*
4464          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4465          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4466          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4467          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4468          */
4469         if (PageAnon(page))
4470                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4471         else
4472                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4473         /*
4474          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4475          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4476          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4477          */
4478         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4479 }
4480
4481 /* remove redundant charge if migration failed*/
4482 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4483         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4484 {
4485         struct page *used, *unused;
4486         struct page_cgroup *pc;
4487         bool anon;
4488
4489         if (!memcg)
4490                 return;
4491
4492         if (!migration_ok) {
4493                 used = oldpage;
4494                 unused = newpage;
4495         } else {
4496                 used = newpage;
4497                 unused = oldpage;
4498         }
4499         anon = PageAnon(used);
4500         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4501                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4502                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4503                                      true);
4504         css_put(&memcg->css);
4505         /*
4506          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4507          * of the page goes down to zero, temporarly.
4508          * Clear the flag and check the page should be charged.
4509          */
4510         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4511         lock_page_cgroup(pc);
4512         ClearPageCgroupMigration(pc);
4513         unlock_page_cgroup(pc);
4514
4515         /*
4516          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4517          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4518          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4519          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4520          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4521          * check. (see prepare_charge() also)
4522          */
4523         if (anon)
4524                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4525 }
4526
4527 /*
4528  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4529  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4530  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4531  */
4532 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4533                                   struct page *newpage)
4534 {
4535         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4536         struct page_cgroup *pc;
4537         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4538
4539         if (mem_cgroup_disabled())
4540                 return;
4541
4542         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4543         /* fix accounting on old pages */
4544         lock_page_cgroup(pc);
4545         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4546                 memcg = pc->mem_cgroup;
4547                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4548                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4549         }
4550         unlock_page_cgroup(pc);
4551
4552         /*
4553          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4554          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4555          */
4556         if (!memcg)
4557                 return;
4558         /*
4559          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4560          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4561          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4562          */
4563         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4564 }
4565
4566 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4567 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4568 {
4569         struct page_cgroup *pc;
4570
4571         pc = lookup_page_cgroup(page);
4572         /*
4573          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4574          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4575          * or when mem_cgroup_disabled().
4576          */
4577         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4578                 return pc;
4579         return NULL;
4580 }
4581
4582 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4583 {
4584         if (mem_cgroup_disabled())
4585                 return false;
4586
4587         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4588 }
4589
4590 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4591 {
4592         struct page_cgroup *pc;
4593
4594         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4595         if (pc) {
4596                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4597                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4598         }
4599 }
4600 #endif
4601
4602 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4603                                 unsigned long long val)
4604 {
4605         int retry_count;
4606         u64 memswlimit, memlimit;
4607         int ret = 0;
4608         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4609         u64 curusage, oldusage;
4610         int enlarge;
4611
4612         /*
4613          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4614          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4615          * of # of children which we should visit in this loop.
4616          */
4617         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4618
4619         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4620
4621         enlarge = 0;
4622         while (retry_count) {
4623                 if (signal_pending(current)) {
4624                         ret = -EINTR;
4625                         break;
4626                 }
4627                 /*
4628                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4629                  * open coded manner. You see what this really does.
4630                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4631                  */
4632                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4633                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4634                 if (memswlimit < val) {
4635                         ret = -EINVAL;
4636                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4637                         break;
4638                 }
4639
4640                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4641                 if (memlimit < val)
4642                         enlarge = 1;
4643
4644                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4645                 if (!ret) {
4646                         if (memswlimit == val)
4647                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4648                         else
4649                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4650                 }
4651                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4652
4653                 if (!ret)
4654                         break;
4655
4656                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4657                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4658                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4659                 /* Usage is reduced ? */
4660                 if (curusage >= oldusage)
4661                         retry_count--;
4662                 else
4663                         oldusage = curusage;
4664         }
4665         if (!ret && enlarge)
4666                 memcg_oom_recover(memcg);
4667
4668         return ret;
4669 }
4670
4671 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4672                                         unsigned long long val)
4673 {
4674         int retry_count;
4675         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4676         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4677         int ret = -EBUSY;
4678         int enlarge = 0;
4679
4680         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4681         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4682         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4683         while (retry_count) {
4684                 if (signal_pending(current)) {
4685                         ret = -EINTR;
4686                         break;
4687                 }
4688                 /*
4689                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4690                  * open coded manner. You see what this really does.
4691                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4692                  */
4693                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4694                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4695                 if (memlimit > val) {
4696                         ret = -EINVAL;
4697                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4698                         break;
4699                 }
4700                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4701                 if (memswlimit < val)
4702                         enlarge = 1;
4703                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4704                 if (!ret) {
4705                         if (memlimit == val)
4706                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4707                         else
4708                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4709                 }
4710                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4711
4712                 if (!ret)
4713                         break;
4714
4715                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4716                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4717                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4718                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4719                 /* Usage is reduced ? */
4720                 if (curusage >= oldusage)
4721                         retry_count--;
4722                 else
4723                         oldusage = curusage;
4724         }
4725         if (!ret && enlarge)
4726                 memcg_oom_recover(memcg);
4727         return ret;
4728 }
4729
4730 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4731                                             gfp_t gfp_mask,
4732                                             unsigned long *total_scanned)
4733 {
4734         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4735         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4736         unsigned long reclaimed;
4737         int loop = 0;
4738         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4739         unsigned long long excess;
4740         unsigned long nr_scanned;
4741
4742         if (order > 0)
4743                 return 0;
4744
4745         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4746         /*
4747          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4748          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4749          * pressure
4750          */
4751         do {
4752                 if (next_mz)
4753                         mz = next_mz;
4754                 else
4755                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4756                 if (!mz)
4757                         break;
4758
4759                 nr_scanned = 0;
4760                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4761                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4762                 nr_reclaimed += reclaimed;
4763                 *total_scanned += nr_scanned;
4764                 spin_lock(&mctz->lock);
4765
4766                 /*
4767                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4768                  * it is time to move on to the next cgroup
4769                  */
4770                 next_mz = NULL;
4771                 if (!reclaimed) {
4772                         do {
4773                                 /*
4774                                  * Loop until we find yet another one.
4775                                  *
4776                                  * By the time we get the soft_limit lock
4777                                  * again, someone might have aded the
4778                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4779                                  * make sure we get a different mem.
4780                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4781                                  * NULL if no other cgroup is present on
4782                                  * the tree
4783                                  */
4784                                 next_mz =
4785                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4786                                 if (next_mz == mz)
4787                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4788                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4789                                         break;
4790                         } while (1);
4791                 }
4792                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4793                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4794                 /*
4795                  * One school of thought says that we should not add
4796                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4797                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4798                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4799                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4800                  * term TODO.
4801                  */
4802                 /* If excess == 0, no tree ops */
4803                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4804                 spin_unlock(&mctz->lock);
4805                 css_put(&mz->memcg->css);
4806                 loop++;
4807                 /*
4808                  * Could not reclaim anything and there are no more
4809                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4810                  * reclaiming anything.
4811                  */
4812                 if (!nr_reclaimed &&
4813                         (next_mz == NULL ||
4814                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4815                         break;
4816         } while (!nr_reclaimed);
4817         if (next_mz)
4818                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4819         return nr_reclaimed;
4820 }
4821
4822 /**
4823  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4824  * @memcg: group to clear
4825  * @node: NUMA node
4826  * @zid: zone id
4827  * @lru: lru to to clear
4828  *
4829  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4830  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4831  * group.
4832  */
4833 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4834                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4835 {
4836         struct lruvec *lruvec;
4837         unsigned long flags;
4838         struct list_head *list;
4839         struct page *busy;
4840         struct zone *zone;
4841
4842         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4843         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4844         list = &lruvec->lists[lru];
4845
4846         busy = NULL;
4847         do {
4848                 struct page_cgroup *pc;
4849                 struct page *page;
4850
4851                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4852                 if (list_empty(list)) {
4853                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4854                         break;
4855                 }
4856                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4857                 if (busy == page) {
4858                         list_move(&page->lru, list);
4859                         busy = NULL;
4860                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4861                         continue;
4862                 }
4863                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4864
4865                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4866
4867                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4868                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4869                         busy = page;
4870                         cond_resched();
4871                 } else
4872                         busy = NULL;
4873         } while (!list_empty(list));
4874 }
4875
4876 /*
4877  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4878  * all the charges and pages to the parent.
4879  * This enables deleting this mem_cgroup.
4880  *
4881  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4882  */
4883 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4884 {
4885         int node, zid;
4886         u64 usage;
4887
4888         do {
4889                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4890                 lru_add_drain_all();
4891                 drain_all_stock_sync(memcg);
4892                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4893                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4894                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4895                                 enum lru_list lru;
4896                                 for_each_lru(lru) {
4897                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4898                                                         node, zid, lru);
4899                                 }
4900                         }
4901                 }
4902                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4903                 memcg_oom_recover(memcg);
4904                 cond_resched();
4905
4906                 /*
4907                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4908                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4909                  * expect their value to drop to 0 here.
4910                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4911                  *
4912                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4913                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4914                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4915                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4916                  * charge before adding to the LRU.
4917                  */
4918                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4919                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4920         } while (usage > 0);
4921 }
4922
4923 /*
4924  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4925  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4926  * is meaningless
4927  */
4928 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4929 {
4930         struct cgroup_subsys_state *pos;
4931
4932         /* bounce at first found */
4933         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4934                 return true;
4935         return false;
4936 }
4937
4938 /*
4939  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4940  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4941  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4942  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4943  * any memcg without hierarchy as infertile.
4944  */
4945 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4946 {
4947         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4948 }
4949
4950 /*
4951  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4952  * the rest to the parent.
4953  *
4954  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4955  */
4956 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4957 {
4958         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4959         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4960
4961         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4962         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4963                 return -EBUSY;
4964
4965         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4966         lru_add_drain_all();
4967         /* try to free all pages in this cgroup */
4968         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4969                 int progress;
4970
4971                 if (signal_pending(current))
4972                         return -EINTR;
4973
4974                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4975                                                 false);
4976                 if (!progress) {
4977                         nr_retries--;
4978                         /* maybe some writeback is necessary */
4979                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4980                 }
4981
4982         }
4983         lru_add_drain();
4984         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4985
4986         return 0;
4987 }
4988
4989 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4990                                         unsigned int event)
4991 {
4992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4993         int ret;
4994
4995         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4996                 return -EINVAL;
4997         css_get(&memcg->css);
4998         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4999         css_put(&memcg->css);
5000
5001         return ret;
5002 }
5003
5004
5005 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5006                                      struct cftype *cft)
5007 {
5008         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5009 }
5010
5011 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5012                                       struct cftype *cft, u64 val)
5013 {
5014         int retval = 0;
5015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5016         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5017
5018         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5019
5020         if (memcg->use_hierarchy == val)
5021                 goto out;
5022
5023         /*
5024          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5025          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5026          * occur, provided the current cgroup has no children.
5027          *
5028          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5029          * set if there are no children.
5030          */
5031         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5032                                 (val == 1 || val == 0)) {
5033                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5034                         memcg->use_hierarchy = val;
5035                 else
5036                         retval = -EBUSY;
5037         } else
5038                 retval = -EINVAL;
5039
5040 out:
5041         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5042
5043         return retval;
5044 }
5045
5046
5047 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5048                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5049 {
5050         struct mem_cgroup *iter;
5051         long val = 0;
5052
5053         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5054         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5055                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5056
5057         if (val < 0) /* race ? */
5058                 val = 0;
5059         return val;
5060 }
5061
5062 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5063 {
5064         u64 val;
5065
5066         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5067                 if (!swap)
5068                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5069                 else
5070                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5071         }
5072
5073         /*
5074          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5075          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5076          */
5077         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5078         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5079
5080         if (swap)
5081                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5082
5083         return val << PAGE_SHIFT;
5084 }
5085
5086 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5087                                struct cftype *cft, struct file *file,
5088                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5089 {
5090         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5091         char str[64];
5092         u64 val;
5093         int name, len;
5094         enum res_type type;
5095
5096         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5097         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5098
5099         switch (type) {
5100         case _MEM:
5101                 if (name == RES_USAGE)
5102                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5103                 else
5104                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5105                 break;
5106         case _MEMSWAP:
5107                 if (name == RES_USAGE)
5108                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5109                 else
5110                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5111                 break;
5112         case _KMEM:
5113                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5114                 break;
5115         default:
5116                 BUG();
5117         }
5118
5119         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5120         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5121 }
5122
5123 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5124 {
5125         int ret = -EINVAL;
5126 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5127         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5128         /*
5129          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5130          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5131          * already joined.
5132          *
5133          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5134          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5135          * place, which makes the value quite meaningless.
5136          *
5137          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5138          * of course permitted.
5139          */
5140         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5141         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5142         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5143                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5144                         ret = -EBUSY;
5145                         goto out;
5146                 }
5147                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5148                 VM_BUG_ON(ret);
5149
5150                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5151                 if (ret) {
5152                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5153                         goto out;
5154                 }
5155                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5156                 /*
5157                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5158                  * starts accounting before all call sites are patched
5159                  */
5160                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5161         } else
5162                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5163 out:
5164         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5165         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5166 #endif
5167         return ret;
5168 }
5169
5170 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5171 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5172 {
5173         int ret = 0;
5174         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5175         if (!parent)
5176                 goto out;
5177
5178         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5179         /*
5180          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5181          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5182          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5183          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5184          * parents.
5185          *
5186          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5187          * that is accounted.
5188          */
5189         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5190                 goto out;
5191
5192         /*
5193          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5194          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5195          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5196          */
5197         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5198
5199         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5200         memcg_stop_kmem_account();
5201         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5202         memcg_resume_kmem_account();
5203         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5204 out:
5205         return ret;
5206 }
5207 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5208
5209 /*
5210  * The user of this function is...
5211  * RES_LIMIT.
5212  */
5213 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5214                             const char *buffer)
5215 {
5216         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5217         enum res_type type;
5218         int name;
5219         unsigned long long val;
5220         int ret;
5221
5222         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5223         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5224
5225         switch (name) {
5226         case RES_LIMIT:
5227                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5228                         ret = -EINVAL;
5229                         break;
5230                 }
5231                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5232                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5233                 if (ret)
5234                         break;
5235                 if (type == _MEM)
5236                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5237                 else if (type == _MEMSWAP)
5238                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5239                 else if (type == _KMEM)
5240                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5241                 else
5242                         return -EINVAL;
5243                 break;
5244         case RES_SOFT_LIMIT:
5245                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5246                 if (ret)
5247                         break;
5248                 /*
5249                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5250                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5251                  * control without swap
5252                  */
5253                 if (type == _MEM)
5254                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5255                 else
5256                         ret = -EINVAL;
5257                 break;
5258         default:
5259                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5260                 break;
5261         }
5262         return ret;
5263 }
5264
5265 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5266                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5267 {
5268         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5269
5270         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5271         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5272         if (!memcg->use_hierarchy)
5273                 goto out;
5274
5275         while (css_parent(&memcg->css)) {
5276                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5277                 if (!memcg->use_hierarchy)
5278                         break;
5279                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5280                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5281                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5282                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5283         }
5284 out:
5285         *mem_limit = min_limit;
5286         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5287 }
5288
5289 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5290 {
5291         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5292         int name;
5293         enum res_type type;
5294
5295         type = MEMFILE_TYPE(event);
5296         name = MEMFILE_ATTR(event);
5297
5298         switch (name) {
5299         case RES_MAX_USAGE:
5300                 if (type == _MEM)
5301                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5302                 else if (type == _MEMSWAP)
5303                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5304                 else if (type == _KMEM)
5305                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5306                 else
5307                         return -EINVAL;
5308                 break;
5309         case RES_FAILCNT:
5310                 if (type == _MEM)
5311                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5312                 else if (type == _MEMSWAP)
5313                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5314                 else if (type == _KMEM)
5315                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5316                 else
5317                         return -EINVAL;
5318                 break;
5319         }
5320
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5325                                         struct cftype *cft)
5326 {
5327         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5328 }
5329
5330 #ifdef CONFIG_MMU
5331 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5332                                         struct cftype *cft, u64 val)
5333 {
5334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5335
5336         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5337                 return -EINVAL;
5338
5339         /*
5340          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5341          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5342          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5343          * affect task migrations starting after the change.
5344          */
5345         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5346         return 0;
5347 }
5348 #else
5349 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5350                                         struct cftype *cft, u64 val)
5351 {
5352         return -ENOSYS;
5353 }
5354 #endif
5355
5356 #ifdef CONFIG_NUMA
5357 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5358                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5359 {
5360         int nid;
5361         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5362         unsigned long node_nr;
5363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5364
5365         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5366         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5367         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5368                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5369                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5370         }
5371         seq_putc(m, '\n');
5372
5373         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5374         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5375         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5376                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5377                                 LRU_ALL_FILE);
5378                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5379         }
5380         seq_putc(m, '\n');
5381
5382         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5383         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5384         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5385                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5386                                 LRU_ALL_ANON);
5387                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5388         }
5389         seq_putc(m, '\n');
5390
5391         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5392         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5393         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5394                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5395                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5396                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5397         }
5398         seq_putc(m, '\n');
5399         return 0;
5400 }
5401 #endif /* CONFIG_NUMA */
5402
5403 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5404 {
5405         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5406 }
5407
5408 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5409                                  struct seq_file *m)
5410 {
5411         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5412         struct mem_cgroup *mi;
5413         unsigned int i;
5414
5415         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5416                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5417                         continue;
5418                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5419                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5420         }
5421
5422         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5423                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5424                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5425
5426         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5427                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5428                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5429
5430         /* Hierarchical information */
5431         {
5432                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5433                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5434                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5435                 if (do_swap_account)
5436                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5437                                    memsw_limit);
5438         }
5439
5440         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5441                 long long val = 0;
5442
5443                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5444                         continue;
5445                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5446                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5447                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5448         }
5449
5450         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5451                 unsigned long long val = 0;
5452
5453                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5454                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5455                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5456                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5457         }
5458
5459         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5460                 unsigned long long val = 0;
5461
5462                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5463                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5464                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5465         }
5466
5467 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5468         {
5469                 int nid, zid;
5470                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5471                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5472                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5473                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5474
5475                 for_each_online_node(nid)
5476                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5477                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5478                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5479
5480                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5481                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5482                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5483                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5484                         }
5485                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5486                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5487                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5488                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5489         }
5490 #endif
5491
5492         return 0;
5493 }
5494
5495 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5496                                       struct cftype *cft)
5497 {
5498         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5499
5500         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5501 }
5502
5503 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5504                                        struct cftype *cft, u64 val)
5505 {
5506         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5507         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5508
5509         if (val > 100 || !parent)
5510                 return -EINVAL;
5511
5512         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5513
5514         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5515         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5516                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5517                 return -EINVAL;
5518         }
5519
5520         memcg->swappiness = val;
5521
5522         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5523
5524         return 0;
5525 }
5526
5527 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5528 {
5529         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5530         u64 usage;
5531         int i;
5532
5533         rcu_read_lock();
5534         if (!swap)
5535                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5536         else
5537                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5538
5539         if (!t)
5540                 goto unlock;
5541
5542         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5543
5544         /*
5545          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5546          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5547          * call of __mem_cgroup_threshold().
5548          */
5549         i = t->current_threshold;
5550
5551         /*
5552          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5553          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5554          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5555          * only one element of the array here.
5556          */
5557         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5558                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5559
5560         /* i = current_threshold + 1 */
5561         i++;
5562
5563         /*
5564          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5565          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5566          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5567          * only one element of the array here.
5568          */
5569         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5570                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5571
5572         /* Update current_threshold */
5573         t->current_threshold = i - 1;
5574 unlock:
5575         rcu_read_unlock();
5576 }
5577
5578 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5579 {
5580         while (memcg) {
5581                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5582                 if (do_swap_account)
5583                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5584
5585                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5586         }
5587 }
5588
5589 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5590 {
5591         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5592         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5593
5594         return _a->threshold - _b->threshold;
5595 }
5596
5597 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5598 {
5599         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5600
5601         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5602                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5603         return 0;
5604 }
5605
5606 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5607 {
5608         struct mem_cgroup *iter;
5609
5610         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5611                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5612 }
5613
5614 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5615         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5616 {
5617         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5618         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5619         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5620         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5621         u64 threshold, usage;
5622         int i, size, ret;
5623
5624         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5625         if (ret)
5626                 return ret;
5627
5628         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5629
5630         if (type == _MEM)
5631                 thresholds = &memcg->thresholds;
5632         else if (type == _MEMSWAP)
5633                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5634         else
5635                 BUG();
5636
5637         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5638
5639         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5640         if (thresholds->primary)
5641                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5642
5643         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5644
5645         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5646         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5647                         GFP_KERNEL);
5648         if (!new) {
5649                 ret = -ENOMEM;
5650                 goto unlock;
5651         }
5652         new->size = size;
5653
5654         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5655         if (thresholds->primary) {
5656                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5657                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5658         }
5659
5660         /* Add new threshold */
5661         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5662         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5663
5664         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5665         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5666                         compare_thresholds, NULL);
5667
5668         /* Find current threshold */
5669         new->current_threshold = -1;
5670         for (i = 0; i < size; i++) {
5671                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5672                         /*
5673                          * new->current_threshold will not be used until
5674                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5675                          * it here.
5676                          */
5677                         ++new->current_threshold;
5678                 } else
5679                         break;
5680         }
5681
5682         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5683         kfree(thresholds->spare);
5684         thresholds->spare = thresholds->primary;
5685
5686         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5687
5688         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5689         synchronize_rcu();
5690
5691 unlock:
5692         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5693
5694         return ret;
5695 }
5696
5697 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5698         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5699 {
5700         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5701         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5702         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5703         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5704         u64 usage;
5705         int i, j, size;
5706
5707         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5708         if (type == _MEM)
5709                 thresholds = &memcg->thresholds;
5710         else if (type == _MEMSWAP)
5711                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5712         else
5713                 BUG();
5714
5715         if (!thresholds->primary)
5716                 goto unlock;
5717
5718         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5719
5720         /* Check if a threshold crossed before removing */
5721         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5722
5723         /* Calculate new number of threshold */
5724         size = 0;
5725         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5726                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5727                         size++;
5728         }
5729
5730         new = thresholds->spare;
5731
5732         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5733         if (!size) {
5734                 kfree(new);
5735                 new = NULL;
5736                 goto swap_buffers;
5737         }
5738
5739         new->size = size;
5740
5741         /* Copy thresholds and find current threshold */
5742         new->current_threshold = -1;
5743         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5744                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5745                         continue;
5746
5747                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5748                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5749                         /*
5750                          * new->current_threshold will not be used
5751                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5752                          * it here.
5753                          */
5754                         ++new->current_threshold;
5755                 }
5756                 j++;
5757         }
5758
5759 swap_buffers:
5760         /* Swap primary and spare array */
5761         thresholds->spare = thresholds->primary;
5762         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5763         if (!new) {
5764                 kfree(thresholds->spare);
5765                 thresholds->spare = NULL;
5766         }
5767
5768         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5769
5770         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5771         synchronize_rcu();
5772 unlock:
5773         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5774 }
5775
5776 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5777         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5778 {
5779         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5780         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5781         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5782
5783         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5784         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5785         if (!event)
5786                 return -ENOMEM;
5787
5788         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5789
5790         event->eventfd = eventfd;
5791         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5792
5793         /* already in OOM ? */
5794         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5795                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5796         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5797
5798         return 0;
5799 }
5800
5801 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5802         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5803 {
5804         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5805         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5806         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5807
5808         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5809
5810         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5811
5812         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5813                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5814                         list_del(&ev->list);
5815                         kfree(ev);
5816                 }
5817         }
5818
5819         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5820 }
5821
5822 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5823         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5824 {
5825         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5826
5827         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5828
5829         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5830                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5831         else
5832                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5833         return 0;
5834 }
5835
5836 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5837         struct cftype *cft, u64 val)
5838 {
5839         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5840         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5841
5842         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5843         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5844                 return -EINVAL;
5845
5846         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5847         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5848         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5849                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5850                 return -EINVAL;
5851         }
5852         memcg->oom_kill_disable = val;
5853         if (!val)
5854                 memcg_oom_recover(memcg);
5855         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5856         return 0;
5857 }
5858
5859 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5860 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5861 {
5862         int ret;
5863
5864         memcg->kmemcg_id = -1;
5865         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5866         if (ret)
5867                 return ret;
5868
5869         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5870 }
5871
5872 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5873 {
5874         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5875 }
5876
5877 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5878 {
5879         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5880                 return;
5881
5882         /*
5883          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5884          * pages, for instance, a page contain objects from various
5885          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5886          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5887          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5888          *
5889          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5890          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5891          * reference is taken here before the group is marked dead
5892          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5893          *
5894          * Although this might sound strange as this path is called from
5895          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5896          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5897          * we do not have other options because of the kmem allocations
5898          * lifetime.
5899          */
5900         css_get(&memcg->css);
5901
5902         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5903
5904         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5905                 return;
5906
5907         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5908                 css_put(&memcg->css);
5909 }
5910 #else
5911 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5912 {
5913         return 0;
5914 }
5915
5916 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5917 {
5918 }
5919
5920 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5921 {
5922 }
5923 #endif
5924
5925 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5926         {
5927                 .name = "usage_in_bytes",
5928                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5929                 .read = mem_cgroup_read,
5930                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5931                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5932         },
5933         {
5934                 .name = "max_usage_in_bytes",
5935                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5936                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5937                 .read = mem_cgroup_read,
5938         },
5939         {
5940                 .name = "limit_in_bytes",
5941                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5942                 .write_string = mem_cgroup_write,
5943                 .read = mem_cgroup_read,
5944         },
5945         {
5946                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5947                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5948                 .write_string = mem_cgroup_write,
5949                 .read = mem_cgroup_read,
5950         },
5951         {
5952                 .name = "failcnt",
5953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5954                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5955                 .read = mem_cgroup_read,
5956         },
5957         {
5958                 .name = "stat",
5959                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5960         },
5961         {
5962                 .name = "force_empty",
5963                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5964         },
5965         {
5966                 .name = "use_hierarchy",
5967                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5968                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5969                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "swappiness",
5973                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5974                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5978                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5979                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5980         },
5981         {
5982                 .name = "oom_control",
5983                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5984                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5985                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5986                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5988         },
5989         {
5990                 .name = "pressure_level",
5991                 .register_event = vmpressure_register_event,
5992                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5993         },
5994 #ifdef CONFIG_NUMA
5995         {
5996                 .name = "numa_stat",
5997                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5998         },
5999 #endif
6000 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6001         {
6002                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6003                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6004                 .write_string = mem_cgroup_write,
6005                 .read = mem_cgroup_read,
6006         },
6007         {
6008                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6010                 .read = mem_cgroup_read,
6011         },
6012         {
6013                 .name = "kmem.failcnt",
6014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6015                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6016                 .read = mem_cgroup_read,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6021                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6022                 .read = mem_cgroup_read,
6023         },
6024 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6025         {
6026                 .name = "kmem.slabinfo",
6027                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6028         },
6029 #endif
6030 #endif
6031         { },    /* terminate */
6032 };
6033
6034 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6035 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6036         {
6037                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6039                 .read = mem_cgroup_read,
6040                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6041                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6042         },
6043         {
6044                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6046                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6047                 .read = mem_cgroup_read,
6048         },
6049         {
6050                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6052                 .write_string = mem_cgroup_write,
6053                 .read = mem_cgroup_read,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "memsw.failcnt",
6057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6058                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060         },
6061         { },    /* terminate */
6062 };
6063 #endif
6064 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6065 {
6066         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6067         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6068         int zone, tmp = node;
6069         /*
6070          * This routine is called against possible nodes.
6071          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6072          *
6073          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6074          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6075          *       function.
6076          */
6077         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6078                 tmp = -1;
6079         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6080         if (!pn)
6081                 return 1;
6082
6083         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6084                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6085                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6086                 mz->usage_in_excess = 0;
6087                 mz->on_tree = false;
6088                 mz->memcg = memcg;
6089         }
6090         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6091         return 0;
6092 }
6093
6094 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6095 {
6096         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6097 }
6098
6099 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6100 {
6101         struct mem_cgroup *memcg;
6102         size_t size = memcg_size();
6103
6104         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6105         if (size < PAGE_SIZE)
6106                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6107         else
6108                 memcg = vzalloc(size);
6109
6110         if (!memcg)
6111                 return NULL;
6112
6113         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6114         if (!memcg->stat)
6115                 goto out_free;
6116         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6117         return memcg;
6118
6119 out_free:
6120         if (size < PAGE_SIZE)
6121                 kfree(memcg);
6122         else
6123                 vfree(memcg);
6124         return NULL;
6125 }
6126
6127 /*
6128  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6129  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6130  *
6131  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6132  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6133  * it goes down to 0.
6134  *
6135  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6136  */
6137
6138 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6139 {
6140         int node;
6141         size_t size = memcg_size();
6142
6143         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6144         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6145
6146         for_each_node(node)
6147                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6148
6149         free_percpu(memcg->stat);
6150
6151         /*
6152          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6153          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6154          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6155          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6156          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6157          *
6158          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6159          * to move this code around, and make sure it is outside
6160          * the cgroup_lock.
6161          */
6162         disarm_static_keys(memcg);
6163         if (size < PAGE_SIZE)
6164                 kfree(memcg);
6165         else
6166                 vfree(memcg);
6167 }
6168
6169 /*
6170  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6171  */
6172 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6173 {
6174         if (!memcg->res.parent)
6175                 return NULL;
6176         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6177 }
6178 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6179
6180 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6181 {
6182         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6183         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6184         int tmp, node, zone;
6185
6186         for_each_node(node) {
6187                 tmp = node;
6188                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6189                         tmp = -1;
6190                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6191                 BUG_ON(!rtpn);
6192
6193                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6194
6195                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6196                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6197                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6198                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6199                 }
6200         }
6201 }
6202
6203 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6204 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6205 {
6206         struct mem_cgroup *memcg;
6207         long error = -ENOMEM;
6208         int node;
6209
6210         memcg = mem_cgroup_alloc();
6211         if (!memcg)
6212                 return ERR_PTR(error);
6213
6214         for_each_node(node)
6215                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6216                         goto free_out;
6217
6218         /* root ? */
6219         if (parent_css == NULL) {
6220                 root_mem_cgroup = memcg;
6221                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6222                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6223                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6224         }
6225
6226         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6227         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6228         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6229         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6230         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6231         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6232
6233         return &memcg->css;
6234
6235 free_out:
6236         __mem_cgroup_free(memcg);
6237         return ERR_PTR(error);
6238 }
6239
6240 static int
6241 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6242 {
6243         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6244         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6245         int error = 0;
6246
6247         if (!parent)
6248                 return 0;
6249
6250         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6251
6252         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6253         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6254         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6255
6256         if (parent->use_hierarchy) {
6257                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6258                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6259                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6260
6261                 /*
6262                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6263                  * core guarantees its existence.
6264                  */
6265         } else {
6266                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6267                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6268                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6269                 /*
6270                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6271                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6272                  * unfortunate state in our controller.
6273                  */
6274                 if (parent != root_mem_cgroup)
6275                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6276         }
6277
6278         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6279         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6280         return error;
6281 }
6282
6283 /*
6284  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6285  */
6286 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6287 {
6288         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6289
6290         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6291                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6292
6293         /*
6294          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6295          * explicitely.
6296          */
6297         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6298                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6299 }
6300
6301 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6302 {
6303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6304
6305         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6306
6307         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6308         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6309         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6310         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6311 }
6312
6313 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6314 {
6315         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6316
6317         memcg_destroy_kmem(memcg);
6318         __mem_cgroup_free(memcg);
6319 }
6320
6321 #ifdef CONFIG_MMU
6322 /* Handlers for move charge at task migration. */
6323 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6324 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6325 {
6326         int ret = 0;
6327         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6328         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6329
6330         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6331                 mc.precharge += count;
6332                 /* we don't need css_get for root */
6333                 return ret;
6334         }
6335         /* try to charge at once */
6336         if (count > 1) {
6337                 struct res_counter *dummy;
6338                 /*
6339                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6340                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6341                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6342                  * css_get().
6343                  */
6344                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6345                         goto one_by_one;
6346                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6347                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6348                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6349                         goto one_by_one;
6350                 }
6351                 mc.precharge += count;
6352                 return ret;
6353         }
6354 one_by_one:
6355         /* fall back to one by one charge */
6356         while (count--) {
6357                 if (signal_pending(current)) {
6358                         ret = -EINTR;
6359                         break;
6360                 }
6361                 if (!batch_count--) {
6362                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6363                         cond_resched();
6364                 }
6365                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6366                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6367                 if (ret)
6368                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6369                         return ret;
6370                 mc.precharge++;
6371         }
6372         return ret;
6373 }
6374
6375 /**
6376  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6377  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6378  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6379  * @ptent: the pte to be checked
6380  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6381  *
6382  * Returns
6383  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6384  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6385  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6386  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6387  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6388  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6389  *     in target->ent.
6390  *
6391  * Called with pte lock held.
6392  */
6393 union mc_target {
6394         struct page     *page;
6395         swp_entry_t     ent;
6396 };
6397
6398 enum mc_target_type {
6399         MC_TARGET_NONE = 0,
6400         MC_TARGET_PAGE,
6401         MC_TARGET_SWAP,
6402 };
6403
6404 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6405                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6406 {
6407         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6408
6409         if (!page || !page_mapped(page))
6410                 return NULL;
6411         if (PageAnon(page)) {
6412                 /* we don't move shared anon */
6413                 if (!move_anon())
6414                         return NULL;
6415         } else if (!move_file())
6416                 /* we ignore mapcount for file pages */
6417                 return NULL;
6418         if (!get_page_unless_zero(page))
6419                 return NULL;
6420
6421         return page;
6422 }
6423
6424 #ifdef CONFIG_SWAP
6425 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6426                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6427 {
6428         struct page *page = NULL;
6429         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6430
6431         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6432                 return NULL;
6433         /*
6434          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6435          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6436          */
6437         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6438         if (do_swap_account)
6439                 entry->val = ent.val;
6440
6441         return page;
6442 }
6443 #else
6444 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6445                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6446 {
6447         return NULL;
6448 }
6449 #endif
6450
6451 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6452                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6453 {
6454         struct page *page = NULL;
6455         struct address_space *mapping;
6456         pgoff_t pgoff;
6457
6458         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6459                 return NULL;
6460         if (!move_file())
6461                 return NULL;
6462
6463         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6464         if (pte_none(ptent))
6465                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6466         else /* pte_file(ptent) is true */
6467                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6468
6469         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6470         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6471
6472 #ifdef CONFIG_SWAP
6473         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6474         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6475                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6476                 if (do_swap_account)
6477                         *entry = swap;
6478                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6479         }
6480 #endif
6481         return page;
6482 }
6483
6484 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6485                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6486 {
6487         struct page *page = NULL;
6488         struct page_cgroup *pc;
6489         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6490         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6491
6492         if (pte_present(ptent))
6493                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6494         else if (is_swap_pte(ptent))
6495                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6496         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6497                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6498
6499         if (!page && !ent.val)
6500                 return ret;
6501         if (page) {
6502                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6503                 /*
6504                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6505                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6506                  * the lock.
6507                  */
6508                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6509                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6510                         if (target)
6511                                 target->page = page;
6512                 }
6513                 if (!ret || !target)
6514                         put_page(page);
6515         }
6516         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6517         if (ent.val && !ret &&
6518                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6519                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6520                 if (target)
6521                         target->ent = ent;
6522         }
6523         return ret;
6524 }
6525
6526 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6527 /*
6528  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6529  * support them for now.
6530  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6531  */
6532 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6533                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6534 {
6535         struct page *page = NULL;
6536         struct page_cgroup *pc;
6537         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6538
6539         page = pmd_page(pmd);
6540         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6541         if (!move_anon())
6542                 return ret;
6543         pc = lookup_page_cgroup(page);
6544         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6545                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6546                 if (target) {
6547                         get_page(page);
6548                         target->page = page;
6549                 }
6550         }
6551         return ret;
6552 }
6553 #else
6554 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6555                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6556 {
6557         return MC_TARGET_NONE;
6558 }
6559 #endif
6560
6561 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6562                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6563                                         struct mm_walk *walk)
6564 {
6565         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6566         pte_t *pte;
6567         spinlock_t *ptl;
6568
6569         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6570                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6571                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6572                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6573                 return 0;
6574         }
6575
6576         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6577                 return 0;
6578         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6579         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6580                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6581                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6582         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6583         cond_resched();
6584
6585         return 0;
6586 }
6587
6588 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6589 {
6590         unsigned long precharge;
6591         struct vm_area_struct *vma;
6592
6593         down_read(&mm->mmap_sem);
6594         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6595                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6596                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6597                         .mm = mm,
6598                         .private = vma,
6599                 };
6600                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6601                         continue;
6602                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6603                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6604         }
6605         up_read(&mm->mmap_sem);
6606
6607         precharge = mc.precharge;
6608         mc.precharge = 0;
6609
6610         return precharge;
6611 }
6612
6613 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6614 {
6615         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6616
6617         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6618         mc.moving_task = current;
6619         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6620 }
6621
6622 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6623 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6624 {
6625         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6626         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6627         int i;
6628
6629         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6630         if (mc.precharge) {
6631                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6632                 mc.precharge = 0;
6633         }
6634         /*
6635          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6636          * we must uncharge here.
6637          */
6638         if (mc.moved_charge) {
6639                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6640                 mc.moved_charge = 0;
6641         }
6642         /* we must fixup refcnts and charges */
6643         if (mc.moved_swap) {
6644                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6645                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6646                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6647                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6648
6649                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6650                         css_put(&mc.from->css);
6651
6652                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6653                         /*
6654                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6655                          * uncharge to->res.
6656                          */
6657                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6658                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6659                 }
6660                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6661                 mc.moved_swap = 0;
6662         }
6663         memcg_oom_recover(from);
6664         memcg_oom_recover(to);
6665         wake_up_all(&mc.waitq);
6666 }
6667
6668 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6669 {
6670         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6671
6672         /*
6673          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6674          * task migration.
6675          */
6676         mc.moving_task = NULL;
6677         __mem_cgroup_clear_mc();
6678         spin_lock(&mc.lock);
6679         mc.from = NULL;
6680         mc.to = NULL;
6681         spin_unlock(&mc.lock);
6682         mem_cgroup_end_move(from);
6683 }
6684
6685 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6686                                  struct cgroup_taskset *tset)
6687 {
6688         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6689         int ret = 0;
6690         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6691         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6692
6693         /*
6694          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6695          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6696          * So we need to save it, and keep it going.
6697          */
6698         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6699         if (move_charge_at_immigrate) {
6700                 struct mm_struct *mm;
6701                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6702
6703                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6704
6705                 mm = get_task_mm(p);
6706                 if (!mm)
6707                         return 0;
6708                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6709                 if (mm->owner == p) {
6710                         VM_BUG_ON(mc.from);
6711                         VM_BUG_ON(mc.to);
6712                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6713                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6714                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6715                         mem_cgroup_start_move(from);
6716                         spin_lock(&mc.lock);
6717                         mc.from = from;
6718                         mc.to = memcg;
6719                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6720                         spin_unlock(&mc.lock);
6721                         /* We set mc.moving_task later */
6722
6723                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6724                         if (ret)
6725                                 mem_cgroup_clear_mc();
6726                 }
6727                 mmput(mm);
6728         }
6729         return ret;
6730 }
6731
6732 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6733                                      struct cgroup_taskset *tset)
6734 {
6735         mem_cgroup_clear_mc();
6736 }
6737
6738 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6739                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6740                                 struct mm_walk *walk)
6741 {
6742         int ret = 0;
6743         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6744         pte_t *pte;
6745         spinlock_t *ptl;
6746         enum mc_target_type target_type;
6747         union mc_target target;
6748         struct page *page;
6749         struct page_cgroup *pc;
6750
6751         /*
6752          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6753          * happens because:
6754          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6755          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6756          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6757          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6758          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6759          *    part of thp split is not executed yet.
6760          */
6761         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6762                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6763                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6764                         return 0;
6765                 }
6766                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6767                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6768                         page = target.page;
6769                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6770                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6771                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6772                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6773                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6774                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6775                                 }
6776                                 putback_lru_page(page);
6777                         }
6778                         put_page(page);
6779                 }
6780                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6781                 return 0;
6782         }
6783
6784         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6785                 return 0;
6786 retry:
6787         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6788         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6789                 pte_t ptent = *(pte++);
6790                 swp_entry_t ent;
6791
6792                 if (!mc.precharge)
6793                         break;
6794
6795                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6796                 case MC_TARGET_PAGE:
6797                         page = target.page;
6798                         if (isolate_lru_page(page))
6799                                 goto put;
6800                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6801                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6802                                                      mc.from, mc.to)) {
6803                                 mc.precharge--;
6804                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6805                                 mc.moved_charge++;
6806                         }
6807                         putback_lru_page(page);
6808 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6809                         put_page(page);
6810                         break;
6811                 case MC_TARGET_SWAP:
6812                         ent = target.ent;
6813                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6814                                 mc.precharge--;
6815                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6816                                 mc.moved_swap++;
6817                         }
6818                         break;
6819                 default:
6820                         break;
6821                 }
6822         }
6823         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6824         cond_resched();
6825
6826         if (addr != end) {
6827                 /*
6828                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6829                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6830                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6831                  * phase.
6832                  */
6833                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6834                 if (!ret)
6835                         goto retry;
6836         }
6837
6838         return ret;
6839 }
6840
6841 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6842 {
6843         struct vm_area_struct *vma;
6844
6845         lru_add_drain_all();
6846 retry:
6847         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6848                 /*
6849                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6850                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6851                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6852                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6853                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6854                  */
6855                 __mem_cgroup_clear_mc();
6856                 cond_resched();
6857                 goto retry;
6858         }
6859         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6860                 int ret;
6861                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6862                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6863                         .mm = mm,
6864                         .private = vma,
6865                 };
6866                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6867                         continue;
6868                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6869                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6870                 if (ret)
6871                         /*
6872                          * means we have consumed all precharges and failed in
6873                          * doing additional charge. Just abandon here.
6874                          */
6875                         break;
6876         }
6877         up_read(&mm->mmap_sem);
6878 }
6879
6880 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6881                                  struct cgroup_taskset *tset)
6882 {
6883         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6884         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6885
6886         if (mm) {
6887                 if (mc.to)
6888                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6889                 mmput(mm);
6890         }
6891         if (mc.to)
6892                 mem_cgroup_clear_mc();
6893 }
6894 #else   /* !CONFIG_MMU */
6895 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6896                                  struct cgroup_taskset *tset)
6897 {
6898         return 0;
6899 }
6900 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6901                                      struct cgroup_taskset *tset)
6902 {
6903 }
6904 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6905                                  struct cgroup_taskset *tset)
6906 {
6907 }
6908 #endif
6909
6910 /*
6911  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6912  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6913  */
6914 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6915 {
6916         /*
6917          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6918          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6919          * on for the root memcg is enough.
6920          */
6921         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6922                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6923 }
6924
6925 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6926         .name = "memory",
6927         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6928         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6929         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6930         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6931         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6932         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6933         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6934         .attach = mem_cgroup_move_task,
6935         .bind = mem_cgroup_bind,
6936         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6937         .early_init = 0,
6938         .use_id = 1,
6939 };
6940
6941 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6942 static int __init enable_swap_account(char *s)
6943 {
6944         if (!strcmp(s, "1"))
6945                 really_do_swap_account = 1;
6946         else if (!strcmp(s, "0"))
6947                 really_do_swap_account = 0;
6948         return 1;
6949 }
6950 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6951
6952 static void __init memsw_file_init(void)
6953 {
6954         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6955 }
6956
6957 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6958 {
6959         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6960                 do_swap_account = 1;
6961                 memsw_file_init();
6962         }
6963 }
6964
6965 #else
6966 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6967 {
6968 }
6969 #endif
6970
6971 /*
6972  * subsys_initcall() for memory controller.
6973  *
6974  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6975  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6976  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6977  * be initialized from here.
6978  */
6979 static int __init mem_cgroup_init(void)
6980 {
6981         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6982         enable_swap_cgroup();
6983         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6984         memcg_stock_init();
6985         return 0;
6986 }
6987 subsys_initcall(mem_cgroup_init);