cgroup: add/update accessors which obtain subsys specific data from css
[linux-2.6-block.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 static inline
487 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
488 {
489         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
490 }
491
492 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
493 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
494 {
495         if (!memcg)
496                 memcg = root_mem_cgroup;
497         return &memcg->vmpressure;
498 }
499
500 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
501 {
502         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
503 }
504
505 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
506 {
507         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
508 }
509
510 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
511 {
512         return (memcg == root_mem_cgroup);
513 }
514
515 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
516 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
517
518 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
519 {
520         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
521                 struct mem_cgroup *memcg;
522                 struct cg_proto *cg_proto;
523
524                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
525
526                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
527                  * filled. It won't however, necessarily happen from
528                  * process context. So the test for root memcg given
529                  * the current task's memcg won't help us in this case.
530                  *
531                  * Respecting the original socket's memcg is a better
532                  * decision in this case.
533                  */
534                 if (sk->sk_cgrp) {
535                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
536                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
537                         return;
538                 }
539
540                 rcu_read_lock();
541                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
542                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
543                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
544                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
545                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
546                 }
547                 rcu_read_unlock();
548         }
549 }
550 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
551
552 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
553 {
554         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
555                 struct mem_cgroup *memcg;
556                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
557                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
558                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
559         }
560 }
561
562 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
565                 return NULL;
566
567         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
570
571 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
572 {
573         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
574                 return;
575         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
576 }
577 #else
578 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
579 {
580 }
581 #endif
582
583 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
584 /*
585  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
586  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
587  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
588  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
589  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
590  *     200 entry array for that.
591  *
592  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
593  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
594  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
595  *     core for this
596  *
597  * The current size of the caches array is stored in
598  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
599  * increase it.
600  */
601 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
602 int memcg_limited_groups_array_size;
603
604 /*
605  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
606  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
607  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
608  * tunable, but that is strictly not necessary.
609  *
610  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
611  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
612  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
613  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
614  * increase ours as well if it increases.
615  */
616 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
617 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
618
619 /*
620  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
621  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
622  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
623  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
624  */
625 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
626 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
627
628 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
629 {
630         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
631                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
632                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
633         }
634         /*
635          * This check can't live in kmem destruction function,
636          * since the charges will outlive the cgroup
637          */
638         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
639 }
640 #else
641 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
642 {
643 }
644 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
645
646 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648         disarm_sock_keys(memcg);
649         disarm_kmem_keys(memcg);
650 }
651
652 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
653
654 static struct mem_cgroup_per_zone *
655 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
656 {
657         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
658         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
659 }
660
661 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
662 {
663         return &memcg->css;
664 }
665
666 static struct mem_cgroup_per_zone *
667 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
668 {
669         int nid = page_to_nid(page);
670         int zid = page_zonenum(page);
671
672         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
673 }
674
675 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
676 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
677 {
678         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
679 }
680
681 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
682 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
683 {
684         int nid = page_to_nid(page);
685         int zid = page_zonenum(page);
686
687         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
688 }
689
690 static void
691 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
692                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
693                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
694                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
695 {
696         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
697         struct rb_node *parent = NULL;
698         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
699
700         if (mz->on_tree)
701                 return;
702
703         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
704         if (!mz->usage_in_excess)
705                 return;
706         while (*p) {
707                 parent = *p;
708                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
709                                         tree_node);
710                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
711                         p = &(*p)->rb_left;
712                 /*
713                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
714                  * limit by the same amount
715                  */
716                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
717                         p = &(*p)->rb_right;
718         }
719         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
720         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
721         mz->on_tree = true;
722 }
723
724 static void
725 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
726                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
727                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
728 {
729         if (!mz->on_tree)
730                 return;
731         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
732         mz->on_tree = false;
733 }
734
735 static void
736 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
737                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
738                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
739 {
740         spin_lock(&mctz->lock);
741         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
742         spin_unlock(&mctz->lock);
743 }
744
745
746 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
747 {
748         unsigned long long excess;
749         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
750         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
751         int nid = page_to_nid(page);
752         int zid = page_zonenum(page);
753         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
754
755         /*
756          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
757          * because their event counter is not touched.
758          */
759         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
760                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
761                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
762                 /*
763                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
764                  * mem is over its softlimit.
765                  */
766                 if (excess || mz->on_tree) {
767                         spin_lock(&mctz->lock);
768                         /* if on-tree, remove it */
769                         if (mz->on_tree)
770                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
771                         /*
772                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
773                          * If excess is 0, no tree ops.
774                          */
775                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
776                         spin_unlock(&mctz->lock);
777                 }
778         }
779 }
780
781 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
782 {
783         int node, zone;
784         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
785         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
786
787         for_each_node(node) {
788                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
789                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
790                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
791                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static struct mem_cgroup_per_zone *
797 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
798 {
799         struct rb_node *rightmost = NULL;
800         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
801
802 retry:
803         mz = NULL;
804         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
805         if (!rightmost)
806                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
807
808         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
809         /*
810          * Remove the node now but someone else can add it back,
811          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
812          * position in the tree.
813          */
814         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
815         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
816                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
817                 goto retry;
818 done:
819         return mz;
820 }
821
822 static struct mem_cgroup_per_zone *
823 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
824 {
825         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
826
827         spin_lock(&mctz->lock);
828         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
829         spin_unlock(&mctz->lock);
830         return mz;
831 }
832
833 /*
834  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
835  *
836  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
837  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
838  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
839  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
840  *
841  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
842  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
843  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
844  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
845  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
846  *
847  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
848  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
849  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
850  * implemented.
851  */
852 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
853                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
854 {
855         long val = 0;
856         int cpu;
857
858         get_online_cpus();
859         for_each_online_cpu(cpu)
860                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
861 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
862         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
863         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
864         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
865 #endif
866         put_online_cpus();
867         return val;
868 }
869
870 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
871                                          bool charge)
872 {
873         int val = (charge) ? 1 : -1;
874         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
875 }
876
877 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
878                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
879 {
880         unsigned long val = 0;
881         int cpu;
882
883         for_each_online_cpu(cpu)
884                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
885 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
886         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
887         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
888         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
889 #endif
890         return val;
891 }
892
893 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
894                                          struct page *page,
895                                          bool anon, int nr_pages)
896 {
897         preempt_disable();
898
899         /*
900          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
901          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
902          */
903         if (anon)
904                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
905                                 nr_pages);
906         else
907                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
908                                 nr_pages);
909
910         if (PageTransHuge(page))
911                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
912                                 nr_pages);
913
914         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
915         if (nr_pages > 0)
916                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
917         else {
918                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
919                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
920         }
921
922         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
923
924         preempt_enable();
925 }
926
927 unsigned long
928 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
929 {
930         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
931
932         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
933         return mz->lru_size[lru];
934 }
935
936 static unsigned long
937 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
938                         unsigned int lru_mask)
939 {
940         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
941         enum lru_list lru;
942         unsigned long ret = 0;
943
944         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
945
946         for_each_lru(lru) {
947                 if (BIT(lru) & lru_mask)
948                         ret += mz->lru_size[lru];
949         }
950         return ret;
951 }
952
953 static unsigned long
954 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
955                         int nid, unsigned int lru_mask)
956 {
957         u64 total = 0;
958         int zid;
959
960         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
961                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
962                                                 nid, zid, lru_mask);
963
964         return total;
965 }
966
967 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
968                         unsigned int lru_mask)
969 {
970         int nid;
971         u64 total = 0;
972
973         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
974                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
975         return total;
976 }
977
978 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
979                                        enum mem_cgroup_events_target target)
980 {
981         unsigned long val, next;
982
983         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
984         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
985         /* from time_after() in jiffies.h */
986         if ((long)next - (long)val < 0) {
987                 switch (target) {
988                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
989                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
990                         break;
991                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
992                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
993                         break;
994                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
995                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
996                         break;
997                 default:
998                         break;
999                 }
1000                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1001                 return true;
1002         }
1003         return false;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Check events in order.
1008  *
1009  */
1010 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1011 {
1012         preempt_disable();
1013         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1014         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1015                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1016                 bool do_softlimit;
1017                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1018
1019                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1020                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1021 #if MAX_NUMNODES > 1
1022                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1023                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1024 #endif
1025                 preempt_enable();
1026
1027                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1028                 if (unlikely(do_softlimit))
1029                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1030 #if MAX_NUMNODES > 1
1031                 if (unlikely(do_numainfo))
1032                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1033 #endif
1034         } else
1035                 preempt_enable();
1036 }
1037
1038 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1039 {
1040         return mem_cgroup_from_css(cgroup_css(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1041 }
1042
1043 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1044 {
1045         /*
1046          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1047          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1048          * So this can be called with p == NULL.
1049          */
1050         if (unlikely(!p))
1051                 return NULL;
1052
1053         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1054 }
1055
1056 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1057 {
1058         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1059
1060         if (!mm)
1061                 return NULL;
1062         /*
1063          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1064          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1065          * pessimistic (rather than adding locks here).
1066          */
1067         rcu_read_lock();
1068         do {
1069                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1070                 if (unlikely(!memcg))
1071                         break;
1072         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1073         rcu_read_unlock();
1074         return memcg;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1079  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1080  *
1081  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1082  */
1083 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1084                 struct mem_cgroup *last_visited)
1085 {
1086         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1087
1088         /*
1089          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1090          * explicit visit.
1091          */
1092         if (!last_visited)
1093                 return root;
1094
1095         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1096                 : last_visited->css.cgroup;
1097 skip_node:
1098         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1099                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1100
1101         /*
1102          * Even if we found a group we have to make sure it is
1103          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1104          * skipped and we should continue the tree walk.
1105          * last_visited css is safe to use because it is
1106          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1107          */
1108         if (next_cgroup) {
1109                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1110                                 next_cgroup);
1111                 if (css_tryget(&mem->css))
1112                         return mem;
1113                 else {
1114                         prev_cgroup = next_cgroup;
1115                         goto skip_node;
1116                 }
1117         }
1118
1119         return NULL;
1120 }
1121
1122 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1123 {
1124         /*
1125          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1126          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1127          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1128          */
1129         atomic_inc(&root->dead_count);
1130 }
1131
1132 static struct mem_cgroup *
1133 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1134                      struct mem_cgroup *root,
1135                      int *sequence)
1136 {
1137         struct mem_cgroup *position = NULL;
1138         /*
1139          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1140          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1141          *
1142          * If the iterator is valid, we may still race with an
1143          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1144          * released, tryget will fail if we lost the race.
1145          */
1146         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1147         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1148                 smp_rmb();
1149                 position = iter->last_visited;
1150                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1151                         position = NULL;
1152         }
1153         return position;
1154 }
1155
1156 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1157                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1158                                    struct mem_cgroup *new_position,
1159                                    int sequence)
1160 {
1161         if (last_visited)
1162                 css_put(&last_visited->css);
1163         /*
1164          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1165          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1166          * don't lose destruction events in between.  We could have
1167          * raced with the destruction of @new_position after all.
1168          */
1169         iter->last_visited = new_position;
1170         smp_wmb();
1171         iter->last_dead_count = sequence;
1172 }
1173
1174 /**
1175  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1176  * @root: hierarchy root
1177  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1178  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1179  *
1180  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1181  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1182  *
1183  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1184  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1185  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1186  *
1187  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1188  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1189  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1190  */
1191 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1192                                    struct mem_cgroup *prev,
1193                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1194 {
1195         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1196         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1197
1198         if (mem_cgroup_disabled())
1199                 return NULL;
1200
1201         if (!root)
1202                 root = root_mem_cgroup;
1203
1204         if (prev && !reclaim)
1205                 last_visited = prev;
1206
1207         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1208                 if (prev)
1209                         goto out_css_put;
1210                 return root;
1211         }
1212
1213         rcu_read_lock();
1214         while (!memcg) {
1215                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1216                 int uninitialized_var(seq);
1217
1218                 if (reclaim) {
1219                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1220                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1221                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1222
1223                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1224                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1225                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1226                                 iter->last_visited = NULL;
1227                                 goto out_unlock;
1228                         }
1229
1230                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1231                 }
1232
1233                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1234
1235                 if (reclaim) {
1236                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1237
1238                         if (!memcg)
1239                                 iter->generation++;
1240                         else if (!prev && memcg)
1241                                 reclaim->generation = iter->generation;
1242                 }
1243
1244                 if (prev && !memcg)
1245                         goto out_unlock;
1246         }
1247 out_unlock:
1248         rcu_read_unlock();
1249 out_css_put:
1250         if (prev && prev != root)
1251                 css_put(&prev->css);
1252
1253         return memcg;
1254 }
1255
1256 /**
1257  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1258  * @root: hierarchy root
1259  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1260  */
1261 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1262                            struct mem_cgroup *prev)
1263 {
1264         if (!root)
1265                 root = root_mem_cgroup;
1266         if (prev && prev != root)
1267                 css_put(&prev->css);
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1272  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1273  * be used for reference counting.
1274  */
1275 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1276         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1277              iter != NULL;                              \
1278              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1279
1280 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1281         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1282              iter != NULL;                              \
1283              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1284
1285 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1286 {
1287         struct mem_cgroup *memcg;
1288
1289         rcu_read_lock();
1290         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1291         if (unlikely(!memcg))
1292                 goto out;
1293
1294         switch (idx) {
1295         case PGFAULT:
1296                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1297                 break;
1298         case PGMAJFAULT:
1299                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1300                 break;
1301         default:
1302                 BUG();
1303         }
1304 out:
1305         rcu_read_unlock();
1306 }
1307 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1308
1309 /**
1310  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1311  * @zone: zone of the wanted lruvec
1312  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1313  *
1314  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1315  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1316  * is disabled.
1317  */
1318 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1319                                       struct mem_cgroup *memcg)
1320 {
1321         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1322         struct lruvec *lruvec;
1323
1324         if (mem_cgroup_disabled()) {
1325                 lruvec = &zone->lruvec;
1326                 goto out;
1327         }
1328
1329         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1330         lruvec = &mz->lruvec;
1331 out:
1332         /*
1333          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1334          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1335          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1336          */
1337         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1338                 lruvec->zone = zone;
1339         return lruvec;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1344  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1345  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1346  *
1347  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1348  * 1. charge
1349  * 2. moving account
1350  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1351  * It is added to LRU before charge.
1352  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1353  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1354  */
1355
1356 /**
1357  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1358  * @page: the page
1359  * @zone: zone of the page
1360  */
1361 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1362 {
1363         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1364         struct mem_cgroup *memcg;
1365         struct page_cgroup *pc;
1366         struct lruvec *lruvec;
1367
1368         if (mem_cgroup_disabled()) {
1369                 lruvec = &zone->lruvec;
1370                 goto out;
1371         }
1372
1373         pc = lookup_page_cgroup(page);
1374         memcg = pc->mem_cgroup;
1375
1376         /*
1377          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1378          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1379          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1380          *
1381          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1382          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1383          * of pc->mem_cgroup safe.
1384          */
1385         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1386                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1387
1388         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1389         lruvec = &mz->lruvec;
1390 out:
1391         /*
1392          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1393          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1394          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1395          */
1396         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1397                 lruvec->zone = zone;
1398         return lruvec;
1399 }
1400
1401 /**
1402  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1403  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1404  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1405  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1406  *
1407  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1408  * lru list.
1409  */
1410 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1411                                 int nr_pages)
1412 {
1413         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1414         unsigned long *lru_size;
1415
1416         if (mem_cgroup_disabled())
1417                 return;
1418
1419         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1420         lru_size = mz->lru_size + lru;
1421         *lru_size += nr_pages;
1422         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1423 }
1424
1425 /*
1426  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1427  * hierarchy subtree
1428  */
1429 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1430                                   struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         if (root_memcg == memcg)
1433                 return true;
1434         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1435                 return false;
1436         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1437 }
1438
1439 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1440                                        struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         bool ret;
1443
1444         rcu_read_lock();
1445         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1446         rcu_read_unlock();
1447         return ret;
1448 }
1449
1450 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1451                         const struct mem_cgroup *memcg)
1452 {
1453         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1454         struct task_struct *p;
1455         bool ret;
1456
1457         p = find_lock_task_mm(task);
1458         if (p) {
1459                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1460                 task_unlock(p);
1461         } else {
1462                 /*
1463                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1464                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1465                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1466                  */
1467                 rcu_read_lock();
1468                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1469                 if (curr)
1470                         css_get(&curr->css);
1471                 rcu_read_unlock();
1472         }
1473         if (!curr)
1474                 return false;
1475         /*
1476          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1477          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1478          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1479          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1480          */
1481         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1482         css_put(&curr->css);
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1487 {
1488         unsigned long inactive_ratio;
1489         unsigned long inactive;
1490         unsigned long active;
1491         unsigned long gb;
1492
1493         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1494         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1495
1496         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1497         if (gb)
1498                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1499         else
1500                 inactive_ratio = 1;
1501
1502         return inactive * inactive_ratio < active;
1503 }
1504
1505 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1506         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1507
1508 /**
1509  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1510  * @memcg: the memory cgroup
1511  *
1512  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1513  * pages.
1514  */
1515 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         unsigned long long margin;
1518
1519         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1520         if (do_swap_account)
1521                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1522         return margin >> PAGE_SHIFT;
1523 }
1524
1525 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1526 {
1527         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1528
1529         /* root ? */
1530         if (cgrp->parent == NULL)
1531                 return vm_swappiness;
1532
1533         return memcg->swappiness;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1538  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1539  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1540  * rcu_read_lock(), like this:
1541  *
1542  *         CPU-A                                    CPU-B
1543  *                                              rcu_read_lock()
1544  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1545  *                                                   take heavy locks.
1546  *         synchronize_rcu()                    update something.
1547  *                                              rcu_read_unlock()
1548  *         start move here.
1549  */
1550
1551 /* for quick checking without looking up memcg */
1552 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1553
1554 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         atomic_inc(&memcg_moving);
1557         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1558         synchronize_rcu();
1559 }
1560
1561 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1562 {
1563         /*
1564          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1565          * We check NULL in callee rather than caller.
1566          */
1567         if (memcg) {
1568                 atomic_dec(&memcg_moving);
1569                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1570         }
1571 }
1572
1573 /*
1574  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1575  *
1576  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1577  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1578  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1579  *
1580  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1581  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1582  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1583  */
1584
1585 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1588         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1589 }
1590
1591 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1592 {
1593         struct mem_cgroup *from;
1594         struct mem_cgroup *to;
1595         bool ret = false;
1596         /*
1597          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1598          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1599          */
1600         spin_lock(&mc.lock);
1601         from = mc.from;
1602         to = mc.to;
1603         if (!from)
1604                 goto unlock;
1605
1606         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1607                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1608 unlock:
1609         spin_unlock(&mc.lock);
1610         return ret;
1611 }
1612
1613 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1614 {
1615         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1616                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1617                         DEFINE_WAIT(wait);
1618                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1619                         /* moving charge context might have finished. */
1620                         if (mc.moving_task)
1621                                 schedule();
1622                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1623                         return true;
1624                 }
1625         }
1626         return false;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Take this lock when
1631  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1632  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1633  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1634  */
1635 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1636                                   unsigned long *flags)
1637 {
1638         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1639 }
1640
1641 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1642                                 unsigned long *flags)
1643 {
1644         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1645 }
1646
1647 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1648 /**
1649  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1650  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1651  * @p: Task that is going to be killed
1652  *
1653  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1654  * enabled
1655  */
1656 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1657 {
1658         struct cgroup *task_cgrp;
1659         struct cgroup *mem_cgrp;
1660         /*
1661          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1662          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1663          * If this assumption is broken, revisit this code.
1664          */
1665         static char memcg_name[PATH_MAX];
1666         int ret;
1667         struct mem_cgroup *iter;
1668         unsigned int i;
1669
1670         if (!p)
1671                 return;
1672
1673         rcu_read_lock();
1674
1675         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1676         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1677
1678         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1679         if (ret < 0) {
1680                 /*
1681                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1682                  * But we'll still print out the usage information
1683                  */
1684                 rcu_read_unlock();
1685                 goto done;
1686         }
1687         rcu_read_unlock();
1688
1689         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1690
1691         rcu_read_lock();
1692         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1693         if (ret < 0) {
1694                 rcu_read_unlock();
1695                 goto done;
1696         }
1697         rcu_read_unlock();
1698
1699         /*
1700          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1701          */
1702         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1703 done:
1704
1705         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1709         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1710                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1712                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1713         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1714                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1715                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1716                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1717
1718         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1719                 pr_info("Memory cgroup stats");
1720
1721                 rcu_read_lock();
1722                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1723                 if (!ret)
1724                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1725                 rcu_read_unlock();
1726                 pr_cont(":");
1727
1728                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1729                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1730                                 continue;
1731                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1732                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1733                 }
1734
1735                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1736                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1737                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1738
1739                 pr_cont("\n");
1740         }
1741 }
1742
1743 /*
1744  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1745  * 1(self count) if no children.
1746  */
1747 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1748 {
1749         int num = 0;
1750         struct mem_cgroup *iter;
1751
1752         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1753                 num++;
1754         return num;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1759  */
1760 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1761 {
1762         u64 limit;
1763
1764         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1765
1766         /*
1767          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1768          */
1769         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1770                 u64 memsw;
1771
1772                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1773                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1774
1775                 /*
1776                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1777                  * available to this memcg, return that limit.
1778                  */
1779                 limit = min(limit, memsw);
1780         }
1781
1782         return limit;
1783 }
1784
1785 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1786                                      int order)
1787 {
1788         struct mem_cgroup *iter;
1789         unsigned long chosen_points = 0;
1790         unsigned long totalpages;
1791         unsigned int points = 0;
1792         struct task_struct *chosen = NULL;
1793
1794         /*
1795          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1796          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1797          * quickly exit and free its memory.
1798          */
1799         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1800                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1801                 return;
1802         }
1803
1804         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1805         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1807                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1808                 struct cgroup_iter it;
1809                 struct task_struct *task;
1810
1811                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1812                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1813                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1814                                                         false)) {
1815                         case OOM_SCAN_SELECT:
1816                                 if (chosen)
1817                                         put_task_struct(chosen);
1818                                 chosen = task;
1819                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1820                                 get_task_struct(chosen);
1821                                 /* fall through */
1822                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1823                                 continue;
1824                         case OOM_SCAN_ABORT:
1825                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1826                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1827                                 if (chosen)
1828                                         put_task_struct(chosen);
1829                                 return;
1830                         case OOM_SCAN_OK:
1831                                 break;
1832                         };
1833                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1834                         if (points > chosen_points) {
1835                                 if (chosen)
1836                                         put_task_struct(chosen);
1837                                 chosen = task;
1838                                 chosen_points = points;
1839                                 get_task_struct(chosen);
1840                         }
1841                 }
1842                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1843         }
1844
1845         if (!chosen)
1846                 return;
1847         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1848         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1849                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1850 }
1851
1852 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1853                                         gfp_t gfp_mask,
1854                                         unsigned long flags)
1855 {
1856         unsigned long total = 0;
1857         bool noswap = false;
1858         int loop;
1859
1860         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1861                 noswap = true;
1862         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1863                 noswap = true;
1864
1865         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1866                 if (loop)
1867                         drain_all_stock_async(memcg);
1868                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1869                 /*
1870                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1871                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1872                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1873                  */
1874                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1875                         break;
1876                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1877                         break;
1878                 /*
1879                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1880                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1881                  */
1882                 if (loop && !total)
1883                         break;
1884         }
1885         return total;
1886 }
1887
1888 /**
1889  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1890  * @memcg: the target memcg
1891  * @nid: the node ID to be checked.
1892  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1893  *
1894  * This function returns whether the specified memcg contains any
1895  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1896  * pages in the node.
1897  */
1898 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1899                 int nid, bool noswap)
1900 {
1901         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1902                 return true;
1903         if (noswap || !total_swap_pages)
1904                 return false;
1905         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1906                 return true;
1907         return false;
1908
1909 }
1910 #if MAX_NUMNODES > 1
1911
1912 /*
1913  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1914  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1915  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1916  *
1917  */
1918 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1919 {
1920         int nid;
1921         /*
1922          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1923          * pagein/pageout changes since the last update.
1924          */
1925         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1926                 return;
1927         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1928                 return;
1929
1930         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1931         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1932
1933         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1934
1935                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1936                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1937         }
1938
1939         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1940         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1945  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1946  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1947  *
1948  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1949  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1950  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1951  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1952  *
1953  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1954  */
1955 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1956 {
1957         int node;
1958
1959         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1960         node = memcg->last_scanned_node;
1961
1962         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1963         if (node == MAX_NUMNODES)
1964                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1965         /*
1966          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1967          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1968          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1969          * we use curret node.
1970          */
1971         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1972                 node = numa_node_id();
1973
1974         memcg->last_scanned_node = node;
1975         return node;
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1980  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1981  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1982  * enough new information. We need to do double check.
1983  */
1984 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1985 {
1986         int nid;
1987
1988         /*
1989          * quick check...making use of scan_node.
1990          * We can skip unused nodes.
1991          */
1992         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1993                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1994                      nid < MAX_NUMNODES;
1995                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1996
1997                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1998                                 return true;
1999                 }
2000         }
2001         /*
2002          * Check rest of nodes.
2003          */
2004         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2005                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2006                         continue;
2007                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2008                         return true;
2009         }
2010         return false;
2011 }
2012
2013 #else
2014 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2015 {
2016         return 0;
2017 }
2018
2019 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2020 {
2021         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2022 }
2023 #endif
2024
2025 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2026                                    struct zone *zone,
2027                                    gfp_t gfp_mask,
2028                                    unsigned long *total_scanned)
2029 {
2030         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2031         int total = 0;
2032         int loop = 0;
2033         unsigned long excess;
2034         unsigned long nr_scanned;
2035         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2036                 .zone = zone,
2037                 .priority = 0,
2038         };
2039
2040         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2041
2042         while (1) {
2043                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2044                 if (!victim) {
2045                         loop++;
2046                         if (loop >= 2) {
2047                                 /*
2048                                  * If we have not been able to reclaim
2049                                  * anything, it might because there are
2050                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2051                                  */
2052                                 if (!total)
2053                                         break;
2054                                 /*
2055                                  * We want to do more targeted reclaim.
2056                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2057                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2058                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2059                                  */
2060                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2061                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2062                                         break;
2063                         }
2064                         continue;
2065                 }
2066                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2067                         continue;
2068                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2069                                                      zone, &nr_scanned);
2070                 *total_scanned += nr_scanned;
2071                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2072                         break;
2073         }
2074         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2075         return total;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2080  * If someone is running, return false.
2081  * Has to be called with memcg_oom_lock
2082  */
2083 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2084 {
2085         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2086
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2088                 if (iter->oom_lock) {
2089                         /*
2090                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2091                          * so we cannot give a lock.
2092                          */
2093                         failed = iter;
2094                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2095                         break;
2096                 } else
2097                         iter->oom_lock = true;
2098         }
2099
2100         if (!failed)
2101                 return true;
2102
2103         /*
2104          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2105          * what we set up to the failing subtree
2106          */
2107         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2108                 if (iter == failed) {
2109                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2110                         break;
2111                 }
2112                 iter->oom_lock = false;
2113         }
2114         return false;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Has to be called with memcg_oom_lock
2119  */
2120 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2121 {
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2125                 iter->oom_lock = false;
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2130 {
2131         struct mem_cgroup *iter;
2132
2133         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2134                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2135 }
2136
2137 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2138 {
2139         struct mem_cgroup *iter;
2140
2141         /*
2142          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2143          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2144          * atomic_add_unless() here.
2145          */
2146         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2147                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2148 }
2149
2150 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2151 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2152
2153 struct oom_wait_info {
2154         struct mem_cgroup *memcg;
2155         wait_queue_t    wait;
2156 };
2157
2158 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2159         unsigned mode, int sync, void *arg)
2160 {
2161         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2162         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2163         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2164
2165         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2166         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2167
2168         /*
2169          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2170          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2171          */
2172         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2173                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2174                 return 0;
2175         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2176 }
2177
2178 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2179 {
2180         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2181         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2182 }
2183
2184 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2185 {
2186         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2187                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2188 }
2189
2190 /*
2191  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2192  */
2193 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2194                                   int order)
2195 {
2196         struct oom_wait_info owait;
2197         bool locked, need_to_kill;
2198
2199         owait.memcg = memcg;
2200         owait.wait.flags = 0;
2201         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2202         owait.wait.private = current;
2203         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2204         need_to_kill = true;
2205         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2206
2207         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2208         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2209         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2210         /*
2211          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2212          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2213          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2214          */
2215         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2216         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2217                 need_to_kill = false;
2218         if (locked)
2219                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2220         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2221
2222         if (need_to_kill) {
2223                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2224                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2225         } else {
2226                 schedule();
2227                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2228         }
2229         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2230         if (locked)
2231                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2232         memcg_wakeup_oom(memcg);
2233         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2234
2235         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2236
2237         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2238                 return false;
2239         /* Give chance to dying process */
2240         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2241         return true;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2246  * generalized to update other statistics as well.
2247  *
2248  * Notes: Race condition
2249  *
2250  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2251  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2252  * to do so _always_.
2253  *
2254  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2255  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2256  * are no race with "charge".
2257  *
2258  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2259  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2260  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2261  * by flags.
2262  *
2263  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2264  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2265  * If there is, we take a lock.
2266  */
2267
2268 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2269                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2270 {
2271         struct mem_cgroup *memcg;
2272         struct page_cgroup *pc;
2273
2274         pc = lookup_page_cgroup(page);
2275 again:
2276         memcg = pc->mem_cgroup;
2277         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2278                 return;
2279         /*
2280          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2281          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2282          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2283          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2284          */
2285         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2286                 return;
2287
2288         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2289         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2290                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2291                 goto again;
2292         }
2293         *locked = true;
2294 }
2295
2296 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2297 {
2298         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2299
2300         /*
2301          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2302          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2303          * should take move_lock_mem_cgroup().
2304          */
2305         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2306 }
2307
2308 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2309                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2310 {
2311         struct mem_cgroup *memcg;
2312         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2313         unsigned long uninitialized_var(flags);
2314
2315         if (mem_cgroup_disabled())
2316                 return;
2317
2318         memcg = pc->mem_cgroup;
2319         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2320                 return;
2321
2322         switch (idx) {
2323         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2324                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2325                 break;
2326         default:
2327                 BUG();
2328         }
2329
2330         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2335  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2336  */
2337 #define CHARGE_BATCH    32U
2338 struct memcg_stock_pcp {
2339         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2340         unsigned int nr_pages;
2341         struct work_struct work;
2342         unsigned long flags;
2343 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2344 };
2345 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2346 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2347
2348 /**
2349  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2350  * @memcg: memcg to consume from.
2351  * @nr_pages: how many pages to charge.
2352  *
2353  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2354  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2355  * service an allocation will refill the stock.
2356  *
2357  * returns true if successful, false otherwise.
2358  */
2359 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2360 {
2361         struct memcg_stock_pcp *stock;
2362         bool ret = true;
2363
2364         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2365                 return false;
2366
2367         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2368         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2369                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2370         else /* need to call res_counter_charge */
2371                 ret = false;
2372         put_cpu_var(memcg_stock);
2373         return ret;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2378  */
2379 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2380 {
2381         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2382
2383         if (stock->nr_pages) {
2384                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2385
2386                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2387                 if (do_swap_account)
2388                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2389                 stock->nr_pages = 0;
2390         }
2391         stock->cached = NULL;
2392 }
2393
2394 /*
2395  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2396  * a thread which is pinned to local cpu.
2397  */
2398 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2399 {
2400         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2401         drain_stock(stock);
2402         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2403 }
2404
2405 static void __init memcg_stock_init(void)
2406 {
2407         int cpu;
2408
2409         for_each_possible_cpu(cpu) {
2410                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2411                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2412                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2413         }
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2418  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2419  */
2420 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2421 {
2422         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2423
2424         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2425                 drain_stock(stock);
2426                 stock->cached = memcg;
2427         }
2428         stock->nr_pages += nr_pages;
2429         put_cpu_var(memcg_stock);
2430 }
2431
2432 /*
2433  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2434  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2435  * until the work is done.
2436  */
2437 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2438 {
2439         int cpu, curcpu;
2440
2441         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2442         get_online_cpus();
2443         curcpu = get_cpu();
2444         for_each_online_cpu(cpu) {
2445                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2446                 struct mem_cgroup *memcg;
2447
2448                 memcg = stock->cached;
2449                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2450                         continue;
2451                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2452                         continue;
2453                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2454                         if (cpu == curcpu)
2455                                 drain_local_stock(&stock->work);
2456                         else
2457                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2458                 }
2459         }
2460         put_cpu();
2461
2462         if (!sync)
2463                 goto out;
2464
2465         for_each_online_cpu(cpu) {
2466                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2467                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2468                         flush_work(&stock->work);
2469         }
2470 out:
2471         put_online_cpus();
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2476  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2477  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2478  * it.
2479  */
2480 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2481 {
2482         /*
2483          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2484          */
2485         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2486                 return;
2487         drain_all_stock(root_memcg, false);
2488         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2489 }
2490
2491 /* This is a synchronous drain interface. */
2492 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2493 {
2494         /* called when force_empty is called */
2495         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2496         drain_all_stock(root_memcg, true);
2497         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2498 }
2499
2500 /*
2501  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2502  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2503  */
2504 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2505 {
2506         int i;
2507
2508         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2509         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2510                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2511
2512                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2513                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2514         }
2515         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2516                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2517
2518                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2519                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2520         }
2521         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2522 }
2523
2524 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2525                                         unsigned long action,
2526                                         void *hcpu)
2527 {
2528         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2529         struct memcg_stock_pcp *stock;
2530         struct mem_cgroup *iter;
2531
2532         if (action == CPU_ONLINE)
2533                 return NOTIFY_OK;
2534
2535         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2536                 return NOTIFY_OK;
2537
2538         for_each_mem_cgroup(iter)
2539                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2540
2541         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2542         drain_stock(stock);
2543         return NOTIFY_OK;
2544 }
2545
2546
2547 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2548 enum {
2549         CHARGE_OK,              /* success */
2550         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2551         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2552         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2553         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2554 };
2555
2556 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2557                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2558                                 bool oom_check)
2559 {
2560         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2561         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2562         struct res_counter *fail_res;
2563         unsigned long flags = 0;
2564         int ret;
2565
2566         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2567
2568         if (likely(!ret)) {
2569                 if (!do_swap_account)
2570                         return CHARGE_OK;
2571                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2572                 if (likely(!ret))
2573                         return CHARGE_OK;
2574
2575                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2576                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2577                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2578         } else
2579                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2580         /*
2581          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2582          * single page instead.
2583          */
2584         if (nr_pages > min_pages)
2585                 return CHARGE_RETRY;
2586
2587         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2588                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2589
2590         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2591                 return CHARGE_NOMEM;
2592
2593         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2594         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2595                 return CHARGE_RETRY;
2596         /*
2597          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2598          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2599          * before killing the task.
2600          *
2601          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2602          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2603          * to regular pages anyway in case of failure.
2604          */
2605         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2606                 return CHARGE_RETRY;
2607
2608         /*
2609          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2610          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2611          */
2612         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2613                 return CHARGE_RETRY;
2614
2615         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2616         if (!oom_check)
2617                 return CHARGE_NOMEM;
2618         /* check OOM */
2619         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2620                 return CHARGE_OOM_DIE;
2621
2622         return CHARGE_RETRY;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * __mem_cgroup_try_charge() does
2627  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2628  * 2. update res_counter
2629  * 3. call memory reclaim if necessary.
2630  *
2631  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2632  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2633  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2634  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2635  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2636  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2637  *
2638  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2639  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2640  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2641  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2642  *
2643  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2644  * the oom-killer can be invoked.
2645  */
2646 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2647                                    gfp_t gfp_mask,
2648                                    unsigned int nr_pages,
2649                                    struct mem_cgroup **ptr,
2650                                    bool oom)
2651 {
2652         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2653         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2654         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2655         int ret;
2656
2657         /*
2658          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2659          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2660          * MEMDIE process.
2661          */
2662         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2663                      || fatal_signal_pending(current)))
2664                 goto bypass;
2665
2666         /*
2667          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2668          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2669          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2670          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2671          */
2672         if (!*ptr && !mm)
2673                 *ptr = root_mem_cgroup;
2674 again:
2675         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2676                 memcg = *ptr;
2677                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2678                         goto done;
2679                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2680                         goto done;
2681                 css_get(&memcg->css);
2682         } else {
2683                 struct task_struct *p;
2684
2685                 rcu_read_lock();
2686                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2687                 /*
2688                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2689                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2690                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2691                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2692                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2693                  * small race, here.
2694                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2695                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2696                  */
2697                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2698                 if (!memcg)
2699                         memcg = root_mem_cgroup;
2700                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2701                         rcu_read_unlock();
2702                         goto done;
2703                 }
2704                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2705                         /*
2706                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2707                          * But considering how consume_stok works, it's not
2708                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2709                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2710                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2711                          * calling consume_stock().
2712                          */
2713                         rcu_read_unlock();
2714                         goto done;
2715                 }
2716                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2717                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2718                         rcu_read_unlock();
2719                         goto again;
2720                 }
2721                 rcu_read_unlock();
2722         }
2723
2724         do {
2725                 bool oom_check;
2726
2727                 /* If killed, bypass charge */
2728                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2729                         css_put(&memcg->css);
2730                         goto bypass;
2731                 }
2732
2733                 oom_check = false;
2734                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2735                         oom_check = true;
2736                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2737                 }
2738
2739                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2740                     oom_check);
2741                 switch (ret) {
2742                 case CHARGE_OK:
2743                         break;
2744                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2745                         batch = nr_pages;
2746                         css_put(&memcg->css);
2747                         memcg = NULL;
2748                         goto again;
2749                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2750                         css_put(&memcg->css);
2751                         goto nomem;
2752                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2753                         if (!oom) {
2754                                 css_put(&memcg->css);
2755                                 goto nomem;
2756                         }
2757                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2758                         nr_oom_retries--;
2759                         break;
2760                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2761                         css_put(&memcg->css);
2762                         goto bypass;
2763                 }
2764         } while (ret != CHARGE_OK);
2765
2766         if (batch > nr_pages)
2767                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2768         css_put(&memcg->css);
2769 done:
2770         *ptr = memcg;
2771         return 0;
2772 nomem:
2773         *ptr = NULL;
2774         return -ENOMEM;
2775 bypass:
2776         *ptr = root_mem_cgroup;
2777         return -EINTR;
2778 }
2779
2780 /*
2781  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2782  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2783  * gotten by try_charge().
2784  */
2785 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2786                                        unsigned int nr_pages)
2787 {
2788         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2789                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2790
2791                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2792                 if (do_swap_account)
2793                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2794         }
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2799  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2800  */
2801 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2802                                         unsigned int nr_pages)
2803 {
2804         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2805
2806         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2807                 return;
2808
2809         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2810         if (do_swap_account)
2811                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2812                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2813 }
2814
2815 /*
2816  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2817  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2818  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2819  * called against removed memcg.)
2820  */
2821 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2822 {
2823         struct cgroup_subsys_state *css;
2824
2825         /* ID 0 is unused ID */
2826         if (!id)
2827                 return NULL;
2828         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2829         if (!css)
2830                 return NULL;
2831         return mem_cgroup_from_css(css);
2832 }
2833
2834 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2835 {
2836         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2837         struct page_cgroup *pc;
2838         unsigned short id;
2839         swp_entry_t ent;
2840
2841         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2842
2843         pc = lookup_page_cgroup(page);
2844         lock_page_cgroup(pc);
2845         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2846                 memcg = pc->mem_cgroup;
2847                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2848                         memcg = NULL;
2849         } else if (PageSwapCache(page)) {
2850                 ent.val = page_private(page);
2851                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2852                 rcu_read_lock();
2853                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2854                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2855                         memcg = NULL;
2856                 rcu_read_unlock();
2857         }
2858         unlock_page_cgroup(pc);
2859         return memcg;
2860 }
2861
2862 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2863                                        struct page *page,
2864                                        unsigned int nr_pages,
2865                                        enum charge_type ctype,
2866                                        bool lrucare)
2867 {
2868         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2869         struct zone *uninitialized_var(zone);
2870         struct lruvec *lruvec;
2871         bool was_on_lru = false;
2872         bool anon;
2873
2874         lock_page_cgroup(pc);
2875         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2876         /*
2877          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2878          * accessed by any other context at this point.
2879          */
2880
2881         /*
2882          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2883          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2884          */
2885         if (lrucare) {
2886                 zone = page_zone(page);
2887                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2888                 if (PageLRU(page)) {
2889                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2890                         ClearPageLRU(page);
2891                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2892                         was_on_lru = true;
2893                 }
2894         }
2895
2896         pc->mem_cgroup = memcg;
2897         /*
2898          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2899          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2900          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2901          * before USED bit, we need memory barrier here.
2902          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2903          */
2904         smp_wmb();
2905         SetPageCgroupUsed(pc);
2906
2907         if (lrucare) {
2908                 if (was_on_lru) {
2909                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2910                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2911                         SetPageLRU(page);
2912                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2913                 }
2914                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2915         }
2916
2917         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2918                 anon = true;
2919         else
2920                 anon = false;
2921
2922         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2923         unlock_page_cgroup(pc);
2924
2925         /*
2926          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2927          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2928          * if they exceeds softlimit.
2929          */
2930         memcg_check_events(memcg, page);
2931 }
2932
2933 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2934
2935 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2936 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2937 {
2938         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2939                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2944  * in the memcg_cache_params struct.
2945  */
2946 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2947 {
2948         struct kmem_cache *cachep;
2949
2950         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2951         cachep = p->root_cache;
2952         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2953 }
2954
2955 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2956 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2957                                         struct seq_file *m)
2958 {
2959         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2960         struct memcg_cache_params *params;
2961
2962         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2963                 return -EIO;
2964
2965         print_slabinfo_header(m);
2966
2967         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2968         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2969                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2970         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2971
2972         return 0;
2973 }
2974 #endif
2975
2976 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2977 {
2978         struct res_counter *fail_res;
2979         struct mem_cgroup *_memcg;
2980         int ret = 0;
2981         bool may_oom;
2982
2983         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2984         if (ret)
2985                 return ret;
2986
2987         /*
2988          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2989          * the same conditions tested by the core page allocator
2990          */
2991         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2992
2993         _memcg = memcg;
2994         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2995                                       &_memcg, may_oom);
2996
2997         if (ret == -EINTR)  {
2998                 /*
2999                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3000                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3001                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3002                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3003                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3004                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3005                  * our minds.
3006                  *
3007                  * This condition will only trigger if the task entered
3008                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3009                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3010                  * dying when the allocation triggers should have been already
3011                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3012                  */
3013                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3014                 if (do_swap_account)
3015                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3016                                                   &fail_res);
3017                 ret = 0;
3018         } else if (ret)
3019                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3020
3021         return ret;
3022 }
3023
3024 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3025 {
3026         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3027         if (do_swap_account)
3028                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3029
3030         /* Not down to 0 */
3031         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3032                 return;
3033
3034         /*
3035          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3036          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3037          * outliving the memcg existence.
3038          *
3039          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3040          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3041          */
3042         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3043                 css_put(&memcg->css);
3044 }
3045
3046 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3047 {
3048         if (!memcg)
3049                 return;
3050
3051         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3052         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3053         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3054 }
3055
3056 /*
3057  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3058  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3059  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3060  */
3061 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3062 {
3063         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3064 }
3065
3066 /*
3067  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3068  * operation, because that is its main call site.
3069  *
3070  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3071  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3072  */
3073 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3074 {
3075         int num, ret;
3076
3077         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3078                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3079         if (num < 0)
3080                 return num;
3081         /*
3082          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3083          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3084          * guarantees only one process will set the following boolean
3085          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3086          * by the set_limit_mutex anyway.
3087          */
3088         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3089
3090         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3091         if (ret) {
3092                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3093                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3094                 return ret;
3095         }
3096
3097         memcg->kmemcg_id = num;
3098         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3099         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3100         return 0;
3101 }
3102
3103 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3104 {
3105         ssize_t size;
3106         if (num_groups <= 0)
3107                 return 0;
3108
3109         size = 2 * num_groups;
3110         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3111                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3112         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3113                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3114
3115         return size;
3116 }
3117
3118 /*
3119  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3120  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3121  * calling this.
3122  */
3123 void memcg_update_array_size(int num)
3124 {
3125         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3126                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3127 }
3128
3129 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3130
3131 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3132 {
3133         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3134
3135         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3136
3137         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3138                 int i;
3139                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3140
3141                 size *= sizeof(void *);
3142                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3143
3144                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3145                 if (!s->memcg_params) {
3146                         s->memcg_params = cur_params;
3147                         return -ENOMEM;
3148                 }
3149
3150                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3151
3152                 /*
3153                  * There is the chance it will be bigger than
3154                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3155                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3156                  * have a bigger array.
3157                  *
3158                  * But if that is the case, the data after
3159                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3160                  */
3161                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3162                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3163                                 continue;
3164                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3165                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3166                 }
3167
3168                 /*
3169                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3170                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3171                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3172                  *
3173                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3174                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3175                  * anyway.
3176                  */
3177                 kfree(cur_params);
3178         }
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3183                          struct kmem_cache *root_cache)
3184 {
3185         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3186
3187         if (!memcg_kmem_enabled())
3188                 return 0;
3189
3190         if (!memcg)
3191                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3192
3193         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3194         if (!s->memcg_params)
3195                 return -ENOMEM;
3196
3197         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3198                         kmem_cache_destroy_work_func);
3199         if (memcg) {
3200                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3201                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3202         } else
3203                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3204
3205         return 0;
3206 }
3207
3208 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3209 {
3210         struct kmem_cache *root;
3211         struct mem_cgroup *memcg;
3212         int id;
3213
3214         /*
3215          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3216          * add any memcg.
3217          */
3218         if (!s->memcg_params)
3219                 return;
3220
3221         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3222                 goto out;
3223
3224         memcg = s->memcg_params->memcg;
3225         id  = memcg_cache_id(memcg);
3226
3227         root = s->memcg_params->root_cache;
3228         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3229
3230         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3231         list_del(&s->memcg_params->list);
3232         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3233
3234         css_put(&memcg->css);
3235 out:
3236         kfree(s->memcg_params);
3237 }
3238
3239 /*
3240  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3241  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3242  * enqueing new caches to be created.
3243  *
3244  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3245  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3246  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3247  * objects during debug.
3248  *
3249  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3250  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3251  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3252  * cache again, failing at the same point.
3253  *
3254  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3255  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3256  * inside the following two functions.
3257  */
3258 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3259 {
3260         VM_BUG_ON(!current->mm);
3261         current->memcg_kmem_skip_account++;
3262 }
3263
3264 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3265 {
3266         VM_BUG_ON(!current->mm);
3267         current->memcg_kmem_skip_account--;
3268 }
3269
3270 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3271 {
3272         struct kmem_cache *cachep;
3273         struct memcg_cache_params *p;
3274
3275         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3276
3277         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3278
3279         /*
3280          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3281          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3282          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3283          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3284          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3285          *
3286          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3287          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3288          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3289          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3290          * destroy it.
3291          *
3292          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3293          * again
3294          */
3295         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3296                 kmem_cache_shrink(cachep);
3297                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3298                         return;
3299         } else
3300                 kmem_cache_destroy(cachep);
3301 }
3302
3303 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3304 {
3305         if (!cachep->memcg_params->dead)
3306                 return;
3307
3308         /*
3309          * There are many ways in which we can get here.
3310          *
3311          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3312          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3313          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3314          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3315          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3316          *
3317          * But we can also get here from the worker itself, if
3318          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3319          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3320          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3321          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3322          *
3323          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3324          * running if there is already work pending
3325          */
3326         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3327                 return;
3328         /*
3329          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3330          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3331          */
3332         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3333 }
3334
3335 /*
3336  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3337  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3338  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3339  *
3340  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3341  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3342  */
3343 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3344
3345 /*
3346  * Called with memcg_cache_mutex held
3347  */
3348 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3349                                          struct kmem_cache *s)
3350 {
3351         struct kmem_cache *new;
3352         static char *tmp_name = NULL;
3353
3354         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3355
3356         /*
3357          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3358          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3359          * This static temporary buffer is used to prevent from
3360          * pointless shortliving allocation.
3361          */
3362         if (!tmp_name) {
3363                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3364                 if (!tmp_name)
3365                         return NULL;
3366         }
3367
3368         rcu_read_lock();
3369         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3370                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3371         rcu_read_unlock();
3372
3373         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3374                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3375
3376         if (new)
3377                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3378
3379         return new;
3380 }
3381
3382 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3383                                                   struct kmem_cache *cachep)
3384 {
3385         struct kmem_cache *new_cachep;
3386         int idx;
3387
3388         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3389
3390         idx = memcg_cache_id(memcg);
3391
3392         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3393         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3394         if (new_cachep) {
3395                 css_put(&memcg->css);
3396                 goto out;
3397         }
3398
3399         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3400         if (new_cachep == NULL) {
3401                 new_cachep = cachep;
3402                 css_put(&memcg->css);
3403                 goto out;
3404         }
3405
3406         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3407
3408         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3409         /*
3410          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3411          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3412          */
3413         wmb();
3414 out:
3415         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3416         return new_cachep;
3417 }
3418
3419 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3420 {
3421         struct kmem_cache *c;
3422         int i;
3423
3424         if (!s->memcg_params)
3425                 return;
3426         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3427                 return;
3428
3429         /*
3430          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3431          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3432          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3433          *
3434          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3435          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3436          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3437          */
3438         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3439         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3440                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3441                 if (!c)
3442                         continue;
3443
3444                 /*
3445                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3446                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3447                  * proceed with destruction ourselves.
3448                  *
3449                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3450                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3451                  * the cache still have active pages until this very moment.
3452                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3453                  *
3454                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3455                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3456                  */
3457                 c->memcg_params->dead = false;
3458                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3459                 kmem_cache_destroy(c);
3460         }
3461         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3462 }
3463
3464 struct create_work {
3465         struct mem_cgroup *memcg;
3466         struct kmem_cache *cachep;
3467         struct work_struct work;
3468 };
3469
3470 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3471 {
3472         struct kmem_cache *cachep;
3473         struct memcg_cache_params *params;
3474
3475         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3476                 return;
3477
3478         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3479         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3480                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3481                 cachep->memcg_params->dead = true;
3482                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3483         }
3484         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3485 }
3486
3487 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3488 {
3489         struct create_work *cw;
3490
3491         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3492         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3493         kfree(cw);
3494 }
3495
3496 /*
3497  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3498  */
3499 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3500                                          struct kmem_cache *cachep)
3501 {
3502         struct create_work *cw;
3503
3504         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3505         if (cw == NULL) {
3506                 css_put(&memcg->css);
3507                 return;
3508         }
3509
3510         cw->memcg = memcg;
3511         cw->cachep = cachep;
3512
3513         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3514         schedule_work(&cw->work);
3515 }
3516
3517 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3518                                        struct kmem_cache *cachep)
3519 {
3520         /*
3521          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3522          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3523          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3524          *
3525          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3526          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3527          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3528          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3529          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3530          */
3531         memcg_stop_kmem_account();
3532         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3533         memcg_resume_kmem_account();
3534 }
3535 /*
3536  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3537  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3538  *
3539  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3540  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3541  * in a workqueue.
3542  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3543  * the original cache.
3544  *
3545  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3546  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3547  */
3548 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3549                                           gfp_t gfp)
3550 {
3551         struct mem_cgroup *memcg;
3552         int idx;
3553
3554         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3555         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3556
3557         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3558                 return cachep;
3559
3560         rcu_read_lock();
3561         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3562
3563         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3564                 goto out;
3565
3566         idx = memcg_cache_id(memcg);
3567
3568         /*
3569          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3570          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3571          */
3572         read_barrier_depends();
3573         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3574                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3575                 goto out;
3576         }
3577
3578         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3579         if (!css_tryget(&memcg->css))
3580                 goto out;
3581         rcu_read_unlock();
3582
3583         /*
3584          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3585          * context), we could be be predictable and return right away.
3586          * This would guarantee that the allocation being performed
3587          * already belongs in the new cache.
3588          *
3589          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3590          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3591          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3592          * with the slab_mutex held.
3593          *
3594          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3595          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3596          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3597          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3598          * better to defer everything.
3599          */
3600         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3601         return cachep;
3602 out:
3603         rcu_read_unlock();
3604         return cachep;
3605 }
3606 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3607
3608 /*
3609  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3610  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3611  * need a further commit step to do the final arrangements.
3612  *
3613  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3614  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3615  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3616  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3617  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3618  * the compiled-out case as well.
3619  *
3620  * Returning true means the allocation is possible.
3621  */
3622 bool
3623 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3624 {
3625         struct mem_cgroup *memcg;
3626         int ret;
3627
3628         *_memcg = NULL;
3629
3630         /*
3631          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3632          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3633          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3634          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3635          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3636          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3637          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3638          *
3639          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3640          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3641          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3642          * the SLUB allocator:
3643          *
3644          *      memcg_stop_kmem_account();
3645          *      kmalloc(<large_number>)
3646          *      memcg_resume_kmem_account();
3647          *
3648          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3649          * since it will drive us directly to this function without passing
3650          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3651          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3652          * cache arrays. We bring this test here.
3653          */
3654         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3655                 return true;
3656
3657         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3658
3659         /*
3660          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3661          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3662          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3663          */
3664         if (unlikely(!memcg))
3665                 return true;
3666
3667         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3668                 css_put(&memcg->css);
3669                 return true;
3670         }
3671
3672         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3673         if (!ret)
3674                 *_memcg = memcg;
3675
3676         css_put(&memcg->css);
3677         return (ret == 0);
3678 }
3679
3680 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3681                               int order)
3682 {
3683         struct page_cgroup *pc;
3684
3685         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3686
3687         /* The page allocation failed. Revert */
3688         if (!page) {
3689                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3690                 return;
3691         }
3692
3693         pc = lookup_page_cgroup(page);
3694         lock_page_cgroup(pc);
3695         pc->mem_cgroup = memcg;
3696         SetPageCgroupUsed(pc);
3697         unlock_page_cgroup(pc);
3698 }
3699
3700 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3701 {
3702         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3703         struct page_cgroup *pc;
3704
3705
3706         pc = lookup_page_cgroup(page);
3707         /*
3708          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3709          * check again after locking.
3710          */
3711         if (!PageCgroupUsed(pc))
3712                 return;
3713
3714         lock_page_cgroup(pc);
3715         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3716                 memcg = pc->mem_cgroup;
3717                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3718         }
3719         unlock_page_cgroup(pc);
3720
3721         /*
3722          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3723          * is a valid allocation
3724          */
3725         if (!memcg)
3726                 return;
3727
3728         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3729         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3730 }
3731 #else
3732 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3733 {
3734 }
3735 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3736
3737 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3738
3739 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3740 /*
3741  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3742  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3743  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3744  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3745  */
3746 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3747 {
3748         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3749         struct page_cgroup *pc;
3750         struct mem_cgroup *memcg;
3751         int i;
3752
3753         if (mem_cgroup_disabled())
3754                 return;
3755
3756         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3757         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3758                 pc = head_pc + i;
3759                 pc->mem_cgroup = memcg;
3760                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3761                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3762         }
3763         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3764                        HPAGE_PMD_NR);
3765 }
3766 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3767
3768 /**
3769  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3770  * @page: the page
3771  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3772  * @pc: page_cgroup of the page.
3773  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3774  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3775  *
3776  * The caller must confirm following.
3777  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3778  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3779  *
3780  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3781  * from old cgroup.
3782  */
3783 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3784                                    unsigned int nr_pages,
3785                                    struct page_cgroup *pc,
3786                                    struct mem_cgroup *from,
3787                                    struct mem_cgroup *to)
3788 {
3789         unsigned long flags;
3790         int ret;
3791         bool anon = PageAnon(page);
3792
3793         VM_BUG_ON(from == to);
3794         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3795         /*
3796          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3797          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3798          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3799          * hold it.
3800          */
3801         ret = -EBUSY;
3802         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3803                 goto out;
3804
3805         lock_page_cgroup(pc);
3806
3807         ret = -EINVAL;
3808         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3809                 goto unlock;
3810
3811         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3812
3813         if (!anon && page_mapped(page)) {
3814                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3815                 preempt_disable();
3816                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3817                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3818                 preempt_enable();
3819         }
3820         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3821
3822         /* caller should have done css_get */
3823         pc->mem_cgroup = to;
3824         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3825         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3826         ret = 0;
3827 unlock:
3828         unlock_page_cgroup(pc);
3829         /*
3830          * check events
3831          */
3832         memcg_check_events(to, page);
3833         memcg_check_events(from, page);
3834 out:
3835         return ret;
3836 }
3837
3838 /**
3839  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3840  * @page: the page to move
3841  * @pc: page_cgroup of the page
3842  * @child: page's cgroup
3843  *
3844  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3845  * parent (aka use_hierarchy==0).
3846  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3847  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3848  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3849  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3850  * on the next attempt and the call should be retried later.
3851  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3852  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3853  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3854  * LRU or vanish.
3855  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3856  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3857  * disappear in the next attempt.
3858  */
3859 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3860                                   struct page_cgroup *pc,
3861                                   struct mem_cgroup *child)
3862 {
3863         struct mem_cgroup *parent;
3864         unsigned int nr_pages;
3865         unsigned long uninitialized_var(flags);
3866         int ret;
3867
3868         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3869
3870         ret = -EBUSY;
3871         if (!get_page_unless_zero(page))
3872                 goto out;
3873         if (isolate_lru_page(page))
3874                 goto put;
3875
3876         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3877
3878         parent = parent_mem_cgroup(child);
3879         /*
3880          * If no parent, move charges to root cgroup.
3881          */
3882         if (!parent)
3883                 parent = root_mem_cgroup;
3884
3885         if (nr_pages > 1) {
3886                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3887                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3888         }
3889
3890         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3891                                 pc, child, parent);
3892         if (!ret)
3893                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3894
3895         if (nr_pages > 1)
3896                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3897         putback_lru_page(page);
3898 put:
3899         put_page(page);
3900 out:
3901         return ret;
3902 }
3903
3904 /*
3905  * Charge the memory controller for page usage.
3906  * Return
3907  * 0 if the charge was successful
3908  * < 0 if the cgroup is over its limit
3909  */
3910 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3911                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3912 {
3913         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3914         unsigned int nr_pages = 1;
3915         bool oom = true;
3916         int ret;
3917
3918         if (PageTransHuge(page)) {
3919                 nr_pages <<= compound_order(page);
3920                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3921                 /*
3922                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3923                  * fault handler will fall back to regular pages.
3924                  */
3925                 oom = false;
3926         }
3927
3928         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3929         if (ret == -ENOMEM)
3930                 return ret;
3931         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3932         return 0;
3933 }
3934
3935 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3936                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3937 {
3938         if (mem_cgroup_disabled())
3939                 return 0;
3940         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3941         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3942         VM_BUG_ON(!mm);
3943         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3944                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3945 }
3946
3947 /*
3948  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3949  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3950  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3951  * "commit()" or removed by "cancel()"
3952  */
3953 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3954                                           struct page *page,
3955                                           gfp_t mask,
3956                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3957 {
3958         struct mem_cgroup *memcg;
3959         struct page_cgroup *pc;
3960         int ret;
3961
3962         pc = lookup_page_cgroup(page);
3963         /*
3964          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3965          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3966          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3967          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3968          * in turn serializes uncharging.
3969          */
3970         if (PageCgroupUsed(pc))
3971                 return 0;
3972         if (!do_swap_account)
3973                 goto charge_cur_mm;
3974         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3975         if (!memcg)
3976                 goto charge_cur_mm;
3977         *memcgp = memcg;
3978         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3979         css_put(&memcg->css);
3980         if (ret == -EINTR)
3981                 ret = 0;
3982         return ret;
3983 charge_cur_mm:
3984         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3985         if (ret == -EINTR)
3986                 ret = 0;
3987         return ret;
3988 }
3989
3990 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3991                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3992 {
3993         *memcgp = NULL;
3994         if (mem_cgroup_disabled())
3995                 return 0;
3996         /*
3997          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3998          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3999          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4000          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4001          */
4002         if (!PageSwapCache(page)) {
4003                 int ret;
4004
4005                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4006                 if (ret == -EINTR)
4007                         ret = 0;
4008                 return ret;
4009         }
4010         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4011 }
4012
4013 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4014 {
4015         if (mem_cgroup_disabled())
4016                 return;
4017         if (!memcg)
4018                 return;
4019         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4020 }
4021
4022 static void
4023 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4024                                         enum charge_type ctype)
4025 {
4026         if (mem_cgroup_disabled())
4027                 return;
4028         if (!memcg)
4029                 return;
4030
4031         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4032         /*
4033          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4034          * counted both as mem and swap....double count.
4035          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4036          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4037          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4038          */
4039         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4040                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4041                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4042         }
4043 }
4044
4045 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4046                                      struct mem_cgroup *memcg)
4047 {
4048         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4049                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4050 }
4051
4052 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4053                                 gfp_t gfp_mask)
4054 {
4055         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4056         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4057         int ret;
4058
4059         if (mem_cgroup_disabled())
4060                 return 0;
4061         if (PageCompound(page))
4062                 return 0;
4063
4064         if (!PageSwapCache(page))
4065                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4066         else { /* page is swapcache/shmem */
4067                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4068                                                      gfp_mask, &memcg);
4069                 if (!ret)
4070                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4071         }
4072         return ret;
4073 }
4074
4075 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4076                                    unsigned int nr_pages,
4077                                    const enum charge_type ctype)
4078 {
4079         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4080         bool uncharge_memsw = true;
4081
4082         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4083         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4084                 uncharge_memsw = false;
4085
4086         batch = &current->memcg_batch;
4087         /*
4088          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4089          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4090          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4091          */
4092         if (!batch->memcg)
4093                 batch->memcg = memcg;
4094         /*
4095          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4096          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4097          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4098          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4099          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4100          */
4101
4102         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4103                 goto direct_uncharge;
4104
4105         if (nr_pages > 1)
4106                 goto direct_uncharge;
4107
4108         /*
4109          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4110          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4111          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4112          */
4113         if (batch->memcg != memcg)
4114                 goto direct_uncharge;
4115         /* remember freed charge and uncharge it later */
4116         batch->nr_pages++;
4117         if (uncharge_memsw)
4118                 batch->memsw_nr_pages++;
4119         return;
4120 direct_uncharge:
4121         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4122         if (uncharge_memsw)
4123                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4124         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4125                 memcg_oom_recover(memcg);
4126 }
4127
4128 /*
4129  * uncharge if !page_mapped(page)
4130  */
4131 static struct mem_cgroup *
4132 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4133                              bool end_migration)
4134 {
4135         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4136         unsigned int nr_pages = 1;
4137         struct page_cgroup *pc;
4138         bool anon;
4139
4140         if (mem_cgroup_disabled())
4141                 return NULL;
4142
4143         if (PageTransHuge(page)) {
4144                 nr_pages <<= compound_order(page);
4145                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4146         }
4147         /*
4148          * Check if our page_cgroup is valid
4149          */
4150         pc = lookup_page_cgroup(page);
4151         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4152                 return NULL;
4153
4154         lock_page_cgroup(pc);
4155
4156         memcg = pc->mem_cgroup;
4157
4158         if (!PageCgroupUsed(pc))
4159                 goto unlock_out;
4160
4161         anon = PageAnon(page);
4162
4163         switch (ctype) {
4164         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4165                 /*
4166                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4167                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4168                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4169                  */
4170                 anon = true;
4171                 /* fallthrough */
4172         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4173                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4174                 if (page_mapped(page))
4175                         goto unlock_out;
4176                 /*
4177                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4178                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4179                  * unused post-migration page and so it has to call
4180                  * here with the migration bit still set.  See the
4181                  * res_counter handling below.
4182                  */
4183                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4184                         goto unlock_out;
4185                 break;
4186         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4187                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4188                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4189                                 goto unlock_out;
4190                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4191                                 goto unlock_out;
4192                 break;
4193         default:
4194                 break;
4195         }
4196
4197         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4198
4199         ClearPageCgroupUsed(pc);
4200         /*
4201          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4202          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4203          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4204          * special functions.
4205          */
4206
4207         unlock_page_cgroup(pc);
4208         /*
4209          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4210          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4211          */
4212         memcg_check_events(memcg, page);
4213         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4214                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4215                 css_get(&memcg->css);
4216         }
4217         /*
4218          * Migration does not charge the res_counter for the
4219          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4220          * page that is unused after the migration.
4221          */
4222         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4223                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4224
4225         return memcg;
4226
4227 unlock_out:
4228         unlock_page_cgroup(pc);
4229         return NULL;
4230 }
4231
4232 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4233 {
4234         /* early check. */
4235         if (page_mapped(page))
4236                 return;
4237         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4238         /*
4239          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4240          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4241          * and handles memcg lifetime.
4242          *
4243          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4244          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4245          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4246          * 0, there won't be any page table references to the swap
4247          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4248          * page to disk.
4249          */
4250         if (PageSwapCache(page))
4251                 return;
4252         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4253 }
4254
4255 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4256 {
4257         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4258         VM_BUG_ON(page->mapping);
4259         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4260 }
4261
4262 /*
4263  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4264  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4265  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4266  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4267  * This may be called prural(2) times in a context,
4268  */
4269
4270 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4271 {
4272         current->memcg_batch.do_batch++;
4273         /* We can do nest. */
4274         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4275                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4276                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4277                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4278         }
4279 }
4280
4281 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4282 {
4283         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4284
4285         if (!batch->do_batch)
4286                 return;
4287
4288         batch->do_batch--;
4289         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4290                 return;
4291
4292         if (!batch->memcg)
4293                 return;
4294         /*
4295          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4296          * bacause we hide charges behind us.
4297          */
4298         if (batch->nr_pages)
4299                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4300                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4301         if (batch->memsw_nr_pages)
4302                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4303                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4304         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4305         /* forget this pointer (for sanity check) */
4306         batch->memcg = NULL;
4307 }
4308
4309 #ifdef CONFIG_SWAP
4310 /*
4311  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4312  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4313  */
4314 void
4315 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4316 {
4317         struct mem_cgroup *memcg;
4318         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4319
4320         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4321                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4322
4323         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4324
4325         /*
4326          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4327          * css_get() was called in uncharge().
4328          */
4329         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4330                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4331 }
4332 #endif
4333
4334 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4335 /*
4336  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4337  * uncharge "memsw" account.
4338  */
4339 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4340 {
4341         struct mem_cgroup *memcg;
4342         unsigned short id;
4343
4344         if (!do_swap_account)
4345                 return;
4346
4347         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4348         rcu_read_lock();
4349         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4350         if (memcg) {
4351                 /*
4352                  * We uncharge this because swap is freed.
4353                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4354                  */
4355                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4356                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4357                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4358                 css_put(&memcg->css);
4359         }
4360         rcu_read_unlock();
4361 }
4362
4363 /**
4364  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4365  * @entry: swap entry to be moved
4366  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4367  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4368  *
4369  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4370  * as the mem_cgroup's id of @from.
4371  *
4372  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4373  *
4374  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4375  * both res and memsw, and called css_get().
4376  */
4377 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4378                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4379 {
4380         unsigned short old_id, new_id;
4381
4382         old_id = css_id(&from->css);
4383         new_id = css_id(&to->css);
4384
4385         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4386                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4387                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4388                 /*
4389                  * This function is only called from task migration context now.
4390                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4391                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4392                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4393                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4394                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4395                  *
4396                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4397                  * alive, so we can just call css_get().
4398                  */
4399                 css_get(&to->css);
4400                 return 0;
4401         }
4402         return -EINVAL;
4403 }
4404 #else
4405 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4406                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4407 {
4408         return -EINVAL;
4409 }
4410 #endif
4411
4412 /*
4413  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4414  * page belongs to.
4415  */
4416 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4417                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4418 {
4419         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4420         unsigned int nr_pages = 1;
4421         struct page_cgroup *pc;
4422         enum charge_type ctype;
4423
4424         *memcgp = NULL;
4425
4426         if (mem_cgroup_disabled())
4427                 return;
4428
4429         if (PageTransHuge(page))
4430                 nr_pages <<= compound_order(page);
4431
4432         pc = lookup_page_cgroup(page);
4433         lock_page_cgroup(pc);
4434         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4435                 memcg = pc->mem_cgroup;
4436                 css_get(&memcg->css);
4437                 /*
4438                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4439                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4440                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4441                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4442                  * until end_migration() is called
4443                  *
4444                  * Corner Case Thinking
4445                  * A)
4446                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4447                  * while migration was ongoing.
4448                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4449                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4450                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4451                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4452                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4453                  *
4454                  * B)
4455                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4456                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4457                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4458                  * without charging it again.
4459                  *
4460                  * C)
4461                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4462                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4463                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4464                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4465                  */
4466                 if (PageAnon(page))
4467                         SetPageCgroupMigration(pc);
4468         }
4469         unlock_page_cgroup(pc);
4470         /*
4471          * If the page is not charged at this point,
4472          * we return here.
4473          */
4474         if (!memcg)
4475                 return;
4476
4477         *memcgp = memcg;
4478         /*
4479          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4480          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4481          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4482          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4483          */
4484         if (PageAnon(page))
4485                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4486         else
4487                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4488         /*
4489          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4490          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4491          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4492          */
4493         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4494 }
4495
4496 /* remove redundant charge if migration failed*/
4497 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4498         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4499 {
4500         struct page *used, *unused;
4501         struct page_cgroup *pc;
4502         bool anon;
4503
4504         if (!memcg)
4505                 return;
4506
4507         if (!migration_ok) {
4508                 used = oldpage;
4509                 unused = newpage;
4510         } else {
4511                 used = newpage;
4512                 unused = oldpage;
4513         }
4514         anon = PageAnon(used);
4515         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4516                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4517                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4518                                      true);
4519         css_put(&memcg->css);
4520         /*
4521          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4522          * of the page goes down to zero, temporarly.
4523          * Clear the flag and check the page should be charged.
4524          */
4525         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4526         lock_page_cgroup(pc);
4527         ClearPageCgroupMigration(pc);
4528         unlock_page_cgroup(pc);
4529
4530         /*
4531          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4532          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4533          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4534          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4535          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4536          * check. (see prepare_charge() also)
4537          */
4538         if (anon)
4539                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4540 }
4541
4542 /*
4543  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4544  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4545  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4546  */
4547 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4548                                   struct page *newpage)
4549 {
4550         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4551         struct page_cgroup *pc;
4552         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4553
4554         if (mem_cgroup_disabled())
4555                 return;
4556
4557         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4558         /* fix accounting on old pages */
4559         lock_page_cgroup(pc);
4560         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4561                 memcg = pc->mem_cgroup;
4562                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4563                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4564         }
4565         unlock_page_cgroup(pc);
4566
4567         /*
4568          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4569          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4570          */
4571         if (!memcg)
4572                 return;
4573         /*
4574          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4575          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4576          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4577          */
4578         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4579 }
4580
4581 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4582 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4583 {
4584         struct page_cgroup *pc;
4585
4586         pc = lookup_page_cgroup(page);
4587         /*
4588          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4589          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4590          * or when mem_cgroup_disabled().
4591          */
4592         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4593                 return pc;
4594         return NULL;
4595 }
4596
4597 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4598 {
4599         if (mem_cgroup_disabled())
4600                 return false;
4601
4602         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4603 }
4604
4605 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4606 {
4607         struct page_cgroup *pc;
4608
4609         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4610         if (pc) {
4611                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4612                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4613         }
4614 }
4615 #endif
4616
4617 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4618                                 unsigned long long val)
4619 {
4620         int retry_count;
4621         u64 memswlimit, memlimit;
4622         int ret = 0;
4623         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4624         u64 curusage, oldusage;
4625         int enlarge;
4626
4627         /*
4628          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4629          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4630          * of # of children which we should visit in this loop.
4631          */
4632         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4633
4634         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4635
4636         enlarge = 0;
4637         while (retry_count) {
4638                 if (signal_pending(current)) {
4639                         ret = -EINTR;
4640                         break;
4641                 }
4642                 /*
4643                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4644                  * open coded manner. You see what this really does.
4645                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4646                  */
4647                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4648                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4649                 if (memswlimit < val) {
4650                         ret = -EINVAL;
4651                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4652                         break;
4653                 }
4654
4655                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4656                 if (memlimit < val)
4657                         enlarge = 1;
4658
4659                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4660                 if (!ret) {
4661                         if (memswlimit == val)
4662                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4663                         else
4664                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4665                 }
4666                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4667
4668                 if (!ret)
4669                         break;
4670
4671                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4672                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4673                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4674                 /* Usage is reduced ? */
4675                 if (curusage >= oldusage)
4676                         retry_count--;
4677                 else
4678                         oldusage = curusage;
4679         }
4680         if (!ret && enlarge)
4681                 memcg_oom_recover(memcg);
4682
4683         return ret;
4684 }
4685
4686 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4687                                         unsigned long long val)
4688 {
4689         int retry_count;
4690         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4691         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4692         int ret = -EBUSY;
4693         int enlarge = 0;
4694
4695         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4696         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4697         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4698         while (retry_count) {
4699                 if (signal_pending(current)) {
4700                         ret = -EINTR;
4701                         break;
4702                 }
4703                 /*
4704                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4705                  * open coded manner. You see what this really does.
4706                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4707                  */
4708                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4709                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4710                 if (memlimit > val) {
4711                         ret = -EINVAL;
4712                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4713                         break;
4714                 }
4715                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4716                 if (memswlimit < val)
4717                         enlarge = 1;
4718                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4719                 if (!ret) {
4720                         if (memlimit == val)
4721                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4722                         else
4723                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4724                 }
4725                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4726
4727                 if (!ret)
4728                         break;
4729
4730                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4731                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4732                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4733                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4734                 /* Usage is reduced ? */
4735                 if (curusage >= oldusage)
4736                         retry_count--;
4737                 else
4738                         oldusage = curusage;
4739         }
4740         if (!ret && enlarge)
4741                 memcg_oom_recover(memcg);
4742         return ret;
4743 }
4744
4745 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4746                                             gfp_t gfp_mask,
4747                                             unsigned long *total_scanned)
4748 {
4749         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4750         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4751         unsigned long reclaimed;
4752         int loop = 0;
4753         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4754         unsigned long long excess;
4755         unsigned long nr_scanned;
4756
4757         if (order > 0)
4758                 return 0;
4759
4760         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4761         /*
4762          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4763          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4764          * pressure
4765          */
4766         do {
4767                 if (next_mz)
4768                         mz = next_mz;
4769                 else
4770                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4771                 if (!mz)
4772                         break;
4773
4774                 nr_scanned = 0;
4775                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4776                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4777                 nr_reclaimed += reclaimed;
4778                 *total_scanned += nr_scanned;
4779                 spin_lock(&mctz->lock);
4780
4781                 /*
4782                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4783                  * it is time to move on to the next cgroup
4784                  */
4785                 next_mz = NULL;
4786                 if (!reclaimed) {
4787                         do {
4788                                 /*
4789                                  * Loop until we find yet another one.
4790                                  *
4791                                  * By the time we get the soft_limit lock
4792                                  * again, someone might have aded the
4793                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4794                                  * make sure we get a different mem.
4795                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4796                                  * NULL if no other cgroup is present on
4797                                  * the tree
4798                                  */
4799                                 next_mz =
4800                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4801                                 if (next_mz == mz)
4802                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4803                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4804                                         break;
4805                         } while (1);
4806                 }
4807                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4808                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4809                 /*
4810                  * One school of thought says that we should not add
4811                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4812                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4813                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4814                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4815                  * term TODO.
4816                  */
4817                 /* If excess == 0, no tree ops */
4818                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4819                 spin_unlock(&mctz->lock);
4820                 css_put(&mz->memcg->css);
4821                 loop++;
4822                 /*
4823                  * Could not reclaim anything and there are no more
4824                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4825                  * reclaiming anything.
4826                  */
4827                 if (!nr_reclaimed &&
4828                         (next_mz == NULL ||
4829                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4830                         break;
4831         } while (!nr_reclaimed);
4832         if (next_mz)
4833                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4834         return nr_reclaimed;
4835 }
4836
4837 /**
4838  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4839  * @memcg: group to clear
4840  * @node: NUMA node
4841  * @zid: zone id
4842  * @lru: lru to to clear
4843  *
4844  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4845  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4846  * group.
4847  */
4848 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4849                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4850 {
4851         struct lruvec *lruvec;
4852         unsigned long flags;
4853         struct list_head *list;
4854         struct page *busy;
4855         struct zone *zone;
4856
4857         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4858         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4859         list = &lruvec->lists[lru];
4860
4861         busy = NULL;
4862         do {
4863                 struct page_cgroup *pc;
4864                 struct page *page;
4865
4866                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4867                 if (list_empty(list)) {
4868                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4869                         break;
4870                 }
4871                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4872                 if (busy == page) {
4873                         list_move(&page->lru, list);
4874                         busy = NULL;
4875                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4876                         continue;
4877                 }
4878                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4879
4880                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4881
4882                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4883                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4884                         busy = page;
4885                         cond_resched();
4886                 } else
4887                         busy = NULL;
4888         } while (!list_empty(list));
4889 }
4890
4891 /*
4892  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4893  * all the charges and pages to the parent.
4894  * This enables deleting this mem_cgroup.
4895  *
4896  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4897  */
4898 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4899 {
4900         int node, zid;
4901         u64 usage;
4902
4903         do {
4904                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4905                 lru_add_drain_all();
4906                 drain_all_stock_sync(memcg);
4907                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4908                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4909                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4910                                 enum lru_list lru;
4911                                 for_each_lru(lru) {
4912                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4913                                                         node, zid, lru);
4914                                 }
4915                         }
4916                 }
4917                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4918                 memcg_oom_recover(memcg);
4919                 cond_resched();
4920
4921                 /*
4922                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4923                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4924                  * expect their value to drop to 0 here.
4925                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4926                  *
4927                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4928                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4929                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4930                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4931                  * charge before adding to the LRU.
4932                  */
4933                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4934                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4935         } while (usage > 0);
4936 }
4937
4938 /*
4939  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4940  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4941  * is meaningless
4942  */
4943 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4944 {
4945         struct cgroup *pos;
4946
4947         /* bounce at first found */
4948         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4949                 return true;
4950         return false;
4951 }
4952
4953 /*
4954  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4955  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4956  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4957  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4958  * any memcg without hierarchy as infertile.
4959  */
4960 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4961 {
4962         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4963 }
4964
4965 /*
4966  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4967  * the rest to the parent.
4968  *
4969  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4970  */
4971 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4972 {
4973         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4974         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4975
4976         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4977         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4978                 return -EBUSY;
4979
4980         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4981         lru_add_drain_all();
4982         /* try to free all pages in this cgroup */
4983         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4984                 int progress;
4985
4986                 if (signal_pending(current))
4987                         return -EINTR;
4988
4989                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4990                                                 false);
4991                 if (!progress) {
4992                         nr_retries--;
4993                         /* maybe some writeback is necessary */
4994                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4995                 }
4996
4997         }
4998         lru_add_drain();
4999         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5000
5001         return 0;
5002 }
5003
5004 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5005 {
5006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5007         int ret;
5008
5009         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5010                 return -EINVAL;
5011         css_get(&memcg->css);
5012         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
5013         css_put(&memcg->css);
5014
5015         return ret;
5016 }
5017
5018
5019 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
5020 {
5021         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
5022 }
5023
5024 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5025                                         u64 val)
5026 {
5027         int retval = 0;
5028         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5029         struct cgroup *parent = cont->parent;
5030         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
5031
5032         if (parent)
5033                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
5034
5035         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5036
5037         if (memcg->use_hierarchy == val)
5038                 goto out;
5039
5040         /*
5041          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5042          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5043          * occur, provided the current cgroup has no children.
5044          *
5045          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5046          * set if there are no children.
5047          */
5048         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5049                                 (val == 1 || val == 0)) {
5050                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5051                         memcg->use_hierarchy = val;
5052                 else
5053                         retval = -EBUSY;
5054         } else
5055                 retval = -EINVAL;
5056
5057 out:
5058         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5059
5060         return retval;
5061 }
5062
5063
5064 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5065                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5066 {
5067         struct mem_cgroup *iter;
5068         long val = 0;
5069
5070         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5071         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5072                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5073
5074         if (val < 0) /* race ? */
5075                 val = 0;
5076         return val;
5077 }
5078
5079 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5080 {
5081         u64 val;
5082
5083         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5084                 if (!swap)
5085                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5086                 else
5087                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5088         }
5089
5090         /*
5091          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5092          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5093          */
5094         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5095         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5096
5097         if (swap)
5098                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5099
5100         return val << PAGE_SHIFT;
5101 }
5102
5103 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5104                                struct file *file, char __user *buf,
5105                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5106 {
5107         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5108         char str[64];
5109         u64 val;
5110         int name, len;
5111         enum res_type type;
5112
5113         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5114         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5115
5116         switch (type) {
5117         case _MEM:
5118                 if (name == RES_USAGE)
5119                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5120                 else
5121                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5122                 break;
5123         case _MEMSWAP:
5124                 if (name == RES_USAGE)
5125                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5126                 else
5127                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5128                 break;
5129         case _KMEM:
5130                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5131                 break;
5132         default:
5133                 BUG();
5134         }
5135
5136         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5137         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5138 }
5139
5140 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5141 {
5142         int ret = -EINVAL;
5143 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5144         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5145         /*
5146          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5147          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5148          * already joined.
5149          *
5150          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5151          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5152          * place, which makes the value quite meaningless.
5153          *
5154          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5155          * of course permitted.
5156          */
5157         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5158         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5159         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5160                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5161                         ret = -EBUSY;
5162                         goto out;
5163                 }
5164                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5165                 VM_BUG_ON(ret);
5166
5167                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5168                 if (ret) {
5169                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5170                         goto out;
5171                 }
5172                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5173                 /*
5174                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5175                  * starts accounting before all call sites are patched
5176                  */
5177                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5178         } else
5179                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5180 out:
5181         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5182         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5183 #endif
5184         return ret;
5185 }
5186
5187 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5188 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5189 {
5190         int ret = 0;
5191         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5192         if (!parent)
5193                 goto out;
5194
5195         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5196         /*
5197          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5198          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5199          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5200          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5201          * parents.
5202          *
5203          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5204          * that is accounted.
5205          */
5206         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5207                 goto out;
5208
5209         /*
5210          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5211          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5212          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5213          */
5214         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5215
5216         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5217         memcg_stop_kmem_account();
5218         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5219         memcg_resume_kmem_account();
5220         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5221 out:
5222         return ret;
5223 }
5224 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5225
5226 /*
5227  * The user of this function is...
5228  * RES_LIMIT.
5229  */
5230 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5231                             const char *buffer)
5232 {
5233         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5234         enum res_type type;
5235         int name;
5236         unsigned long long val;
5237         int ret;
5238
5239         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5240         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5241
5242         switch (name) {
5243         case RES_LIMIT:
5244                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5245                         ret = -EINVAL;
5246                         break;
5247                 }
5248                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5249                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5250                 if (ret)
5251                         break;
5252                 if (type == _MEM)
5253                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5254                 else if (type == _MEMSWAP)
5255                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5256                 else if (type == _KMEM)
5257                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5258                 else
5259                         return -EINVAL;
5260                 break;
5261         case RES_SOFT_LIMIT:
5262                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5263                 if (ret)
5264                         break;
5265                 /*
5266                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5267                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5268                  * control without swap
5269                  */
5270                 if (type == _MEM)
5271                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5272                 else
5273                         ret = -EINVAL;
5274                 break;
5275         default:
5276                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5277                 break;
5278         }
5279         return ret;
5280 }
5281
5282 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5283                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5284 {
5285         struct cgroup *cgroup;
5286         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5287
5288         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5289         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5290         cgroup = memcg->css.cgroup;
5291         if (!memcg->use_hierarchy)
5292                 goto out;
5293
5294         while (cgroup->parent) {
5295                 cgroup = cgroup->parent;
5296                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5297                 if (!memcg->use_hierarchy)
5298                         break;
5299                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5300                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5301                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5302                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5303         }
5304 out:
5305         *mem_limit = min_limit;
5306         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5307 }
5308
5309 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5310 {
5311         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5312         int name;
5313         enum res_type type;
5314
5315         type = MEMFILE_TYPE(event);
5316         name = MEMFILE_ATTR(event);
5317
5318         switch (name) {
5319         case RES_MAX_USAGE:
5320                 if (type == _MEM)
5321                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5322                 else if (type == _MEMSWAP)
5323                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5324                 else if (type == _KMEM)
5325                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5326                 else
5327                         return -EINVAL;
5328                 break;
5329         case RES_FAILCNT:
5330                 if (type == _MEM)
5331                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5332                 else if (type == _MEMSWAP)
5333                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5334                 else if (type == _KMEM)
5335                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5336                 else
5337                         return -EINVAL;
5338                 break;
5339         }
5340
5341         return 0;
5342 }
5343
5344 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5345                                         struct cftype *cft)
5346 {
5347         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5348 }
5349
5350 #ifdef CONFIG_MMU
5351 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5352                                         struct cftype *cft, u64 val)
5353 {
5354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5355
5356         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5357                 return -EINVAL;
5358
5359         /*
5360          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5361          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5362          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5363          * affect task migrations starting after the change.
5364          */
5365         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5366         return 0;
5367 }
5368 #else
5369 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5370                                         struct cftype *cft, u64 val)
5371 {
5372         return -ENOSYS;
5373 }
5374 #endif
5375
5376 #ifdef CONFIG_NUMA
5377 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5378                                       struct seq_file *m)
5379 {
5380         int nid;
5381         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5382         unsigned long node_nr;
5383         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5384
5385         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5386         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5387         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5388                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5389                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5390         }
5391         seq_putc(m, '\n');
5392
5393         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5394         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5395         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5396                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5397                                 LRU_ALL_FILE);
5398                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5399         }
5400         seq_putc(m, '\n');
5401
5402         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5403         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5404         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5405                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5406                                 LRU_ALL_ANON);
5407                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5408         }
5409         seq_putc(m, '\n');
5410
5411         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5412         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5413         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5414                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5415                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5416                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5417         }
5418         seq_putc(m, '\n');
5419         return 0;
5420 }
5421 #endif /* CONFIG_NUMA */
5422
5423 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5424 {
5425         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5426 }
5427
5428 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5429                                  struct seq_file *m)
5430 {
5431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5432         struct mem_cgroup *mi;
5433         unsigned int i;
5434
5435         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5436                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5437                         continue;
5438                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5439                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5440         }
5441
5442         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5443                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5444                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5445
5446         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5447                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5448                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5449
5450         /* Hierarchical information */
5451         {
5452                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5453                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5454                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5455                 if (do_swap_account)
5456                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5457                                    memsw_limit);
5458         }
5459
5460         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5461                 long long val = 0;
5462
5463                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5464                         continue;
5465                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5466                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5467                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5468         }
5469
5470         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5471                 unsigned long long val = 0;
5472
5473                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5474                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5475                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5476                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5477         }
5478
5479         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5480                 unsigned long long val = 0;
5481
5482                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5483                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5484                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5485         }
5486
5487 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5488         {
5489                 int nid, zid;
5490                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5491                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5492                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5493                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5494
5495                 for_each_online_node(nid)
5496                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5497                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5498                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5499
5500                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5501                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5502                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5503                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5504                         }
5505                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5506                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5507                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5508                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5509         }
5510 #endif
5511
5512         return 0;
5513 }
5514
5515 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5516 {
5517         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5518
5519         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5520 }
5521
5522 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5523                                        u64 val)
5524 {
5525         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5526         struct mem_cgroup *parent;
5527
5528         if (val > 100)
5529                 return -EINVAL;
5530
5531         if (cgrp->parent == NULL)
5532                 return -EINVAL;
5533
5534         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5535
5536         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5537
5538         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5539         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5540                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5541                 return -EINVAL;
5542         }
5543
5544         memcg->swappiness = val;
5545
5546         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5547
5548         return 0;
5549 }
5550
5551 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5552 {
5553         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5554         u64 usage;
5555         int i;
5556
5557         rcu_read_lock();
5558         if (!swap)
5559                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5560         else
5561                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5562
5563         if (!t)
5564                 goto unlock;
5565
5566         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5567
5568         /*
5569          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5570          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5571          * call of __mem_cgroup_threshold().
5572          */
5573         i = t->current_threshold;
5574
5575         /*
5576          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5577          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5578          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5579          * only one element of the array here.
5580          */
5581         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5582                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5583
5584         /* i = current_threshold + 1 */
5585         i++;
5586
5587         /*
5588          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5589          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5590          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5591          * only one element of the array here.
5592          */
5593         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5594                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5595
5596         /* Update current_threshold */
5597         t->current_threshold = i - 1;
5598 unlock:
5599         rcu_read_unlock();
5600 }
5601
5602 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5603 {
5604         while (memcg) {
5605                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5606                 if (do_swap_account)
5607                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5608
5609                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5610         }
5611 }
5612
5613 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5614 {
5615         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5616         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5617
5618         return _a->threshold - _b->threshold;
5619 }
5620
5621 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5622 {
5623         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5624
5625         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5626                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5627         return 0;
5628 }
5629
5630 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5631 {
5632         struct mem_cgroup *iter;
5633
5634         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5635                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5636 }
5637
5638 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5639         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5640 {
5641         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5642         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5643         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5644         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5645         u64 threshold, usage;
5646         int i, size, ret;
5647
5648         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5649         if (ret)
5650                 return ret;
5651
5652         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5653
5654         if (type == _MEM)
5655                 thresholds = &memcg->thresholds;
5656         else if (type == _MEMSWAP)
5657                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5658         else
5659                 BUG();
5660
5661         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5662
5663         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5664         if (thresholds->primary)
5665                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5666
5667         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5668
5669         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5670         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5671                         GFP_KERNEL);
5672         if (!new) {
5673                 ret = -ENOMEM;
5674                 goto unlock;
5675         }
5676         new->size = size;
5677
5678         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5679         if (thresholds->primary) {
5680                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5681                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5682         }
5683
5684         /* Add new threshold */
5685         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5686         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5687
5688         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5689         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5690                         compare_thresholds, NULL);
5691
5692         /* Find current threshold */
5693         new->current_threshold = -1;
5694         for (i = 0; i < size; i++) {
5695                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5696                         /*
5697                          * new->current_threshold will not be used until
5698                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5699                          * it here.
5700                          */
5701                         ++new->current_threshold;
5702                 } else
5703                         break;
5704         }
5705
5706         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5707         kfree(thresholds->spare);
5708         thresholds->spare = thresholds->primary;
5709
5710         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5711
5712         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5713         synchronize_rcu();
5714
5715 unlock:
5716         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5717
5718         return ret;
5719 }
5720
5721 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5722         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5723 {
5724         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5725         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5726         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5727         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5728         u64 usage;
5729         int i, j, size;
5730
5731         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5732         if (type == _MEM)
5733                 thresholds = &memcg->thresholds;
5734         else if (type == _MEMSWAP)
5735                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5736         else
5737                 BUG();
5738
5739         if (!thresholds->primary)
5740                 goto unlock;
5741
5742         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5743
5744         /* Check if a threshold crossed before removing */
5745         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5746
5747         /* Calculate new number of threshold */
5748         size = 0;
5749         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5750                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5751                         size++;
5752         }
5753
5754         new = thresholds->spare;
5755
5756         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5757         if (!size) {
5758                 kfree(new);
5759                 new = NULL;
5760                 goto swap_buffers;
5761         }
5762
5763         new->size = size;
5764
5765         /* Copy thresholds and find current threshold */
5766         new->current_threshold = -1;
5767         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5768                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5769                         continue;
5770
5771                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5772                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5773                         /*
5774                          * new->current_threshold will not be used
5775                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5776                          * it here.
5777                          */
5778                         ++new->current_threshold;
5779                 }
5780                 j++;
5781         }
5782
5783 swap_buffers:
5784         /* Swap primary and spare array */
5785         thresholds->spare = thresholds->primary;
5786         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5787         if (!new) {
5788                 kfree(thresholds->spare);
5789                 thresholds->spare = NULL;
5790         }
5791
5792         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5793
5794         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5795         synchronize_rcu();
5796 unlock:
5797         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5798 }
5799
5800 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5801         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5802 {
5803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5804         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5805         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5806
5807         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5808         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5809         if (!event)
5810                 return -ENOMEM;
5811
5812         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5813
5814         event->eventfd = eventfd;
5815         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5816
5817         /* already in OOM ? */
5818         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5819                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5820         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5821
5822         return 0;
5823 }
5824
5825 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5826         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5827 {
5828         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5829         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5830         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5831
5832         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5833
5834         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5835
5836         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5837                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5838                         list_del(&ev->list);
5839                         kfree(ev);
5840                 }
5841         }
5842
5843         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5844 }
5845
5846 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5847         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5848 {
5849         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5850
5851         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5852
5853         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5854                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5855         else
5856                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5857         return 0;
5858 }
5859
5860 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5861         struct cftype *cft, u64 val)
5862 {
5863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5864         struct mem_cgroup *parent;
5865
5866         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5867         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5868                 return -EINVAL;
5869
5870         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5871
5872         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5873         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5874         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5875                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5876                 return -EINVAL;
5877         }
5878         memcg->oom_kill_disable = val;
5879         if (!val)
5880                 memcg_oom_recover(memcg);
5881         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5882         return 0;
5883 }
5884
5885 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5886 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5887 {
5888         int ret;
5889
5890         memcg->kmemcg_id = -1;
5891         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5892         if (ret)
5893                 return ret;
5894
5895         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5896 }
5897
5898 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5899 {
5900         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5901 }
5902
5903 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5904 {
5905         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5906                 return;
5907
5908         /*
5909          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5910          * pages, for instance, a page contain objects from various
5911          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5912          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5913          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5914          *
5915          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5916          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5917          * reference is taken here before the group is marked dead
5918          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5919          *
5920          * Although this might sound strange as this path is called from
5921          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5922          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5923          * we do not have other options because of the kmem allocations
5924          * lifetime.
5925          */
5926         css_get(&memcg->css);
5927
5928         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5929
5930         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5931                 return;
5932
5933         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5934                 css_put(&memcg->css);
5935 }
5936 #else
5937 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5938 {
5939         return 0;
5940 }
5941
5942 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5943 {
5944 }
5945
5946 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5947 {
5948 }
5949 #endif
5950
5951 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5952         {
5953                 .name = "usage_in_bytes",
5954                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5955                 .read = mem_cgroup_read,
5956                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5957                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5958         },
5959         {
5960                 .name = "max_usage_in_bytes",
5961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5962                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5963                 .read = mem_cgroup_read,
5964         },
5965         {
5966                 .name = "limit_in_bytes",
5967                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5968                 .write_string = mem_cgroup_write,
5969                 .read = mem_cgroup_read,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5973                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5974                 .write_string = mem_cgroup_write,
5975                 .read = mem_cgroup_read,
5976         },
5977         {
5978                 .name = "failcnt",
5979                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5980                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5981                 .read = mem_cgroup_read,
5982         },
5983         {
5984                 .name = "stat",
5985                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5986         },
5987         {
5988                 .name = "force_empty",
5989                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5990         },
5991         {
5992                 .name = "use_hierarchy",
5993                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5994                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5995                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5996         },
5997         {
5998                 .name = "swappiness",
5999                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6000                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6001         },
6002         {
6003                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6004                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6005                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6006         },
6007         {
6008                 .name = "oom_control",
6009                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6010                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6011                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6012                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6013                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6014         },
6015         {
6016                 .name = "pressure_level",
6017                 .register_event = vmpressure_register_event,
6018                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6019         },
6020 #ifdef CONFIG_NUMA
6021         {
6022                 .name = "numa_stat",
6023                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6024         },
6025 #endif
6026 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6027         {
6028                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6030                 .write_string = mem_cgroup_write,
6031                 .read = mem_cgroup_read,
6032         },
6033         {
6034                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6035                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6036                 .read = mem_cgroup_read,
6037         },
6038         {
6039                 .name = "kmem.failcnt",
6040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6041                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6042                 .read = mem_cgroup_read,
6043         },
6044         {
6045                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6047                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6048                 .read = mem_cgroup_read,
6049         },
6050 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6051         {
6052                 .name = "kmem.slabinfo",
6053                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6054         },
6055 #endif
6056 #endif
6057         { },    /* terminate */
6058 };
6059
6060 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6061 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6062         {
6063                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6064                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6065                 .read = mem_cgroup_read,
6066                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6067                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6068         },
6069         {
6070                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6072                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6073                 .read = mem_cgroup_read,
6074         },
6075         {
6076                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6077                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6078                 .write_string = mem_cgroup_write,
6079                 .read = mem_cgroup_read,
6080         },
6081         {
6082                 .name = "memsw.failcnt",
6083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6084                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6085                 .read = mem_cgroup_read,
6086         },
6087         { },    /* terminate */
6088 };
6089 #endif
6090 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6091 {
6092         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6093         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6094         int zone, tmp = node;
6095         /*
6096          * This routine is called against possible nodes.
6097          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6098          *
6099          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6100          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6101          *       function.
6102          */
6103         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6104                 tmp = -1;
6105         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6106         if (!pn)
6107                 return 1;
6108
6109         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6110                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6111                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6112                 mz->usage_in_excess = 0;
6113                 mz->on_tree = false;
6114                 mz->memcg = memcg;
6115         }
6116         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6117         return 0;
6118 }
6119
6120 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6121 {
6122         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6123 }
6124
6125 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6126 {
6127         struct mem_cgroup *memcg;
6128         size_t size = memcg_size();
6129
6130         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6131         if (size < PAGE_SIZE)
6132                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6133         else
6134                 memcg = vzalloc(size);
6135
6136         if (!memcg)
6137                 return NULL;
6138
6139         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6140         if (!memcg->stat)
6141                 goto out_free;
6142         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6143         return memcg;
6144
6145 out_free:
6146         if (size < PAGE_SIZE)
6147                 kfree(memcg);
6148         else
6149                 vfree(memcg);
6150         return NULL;
6151 }
6152
6153 /*
6154  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6155  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6156  *
6157  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6158  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6159  * it goes down to 0.
6160  *
6161  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6162  */
6163
6164 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6165 {
6166         int node;
6167         size_t size = memcg_size();
6168
6169         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6170         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6171
6172         for_each_node(node)
6173                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6174
6175         free_percpu(memcg->stat);
6176
6177         /*
6178          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6179          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6180          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6181          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6182          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6183          *
6184          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6185          * to move this code around, and make sure it is outside
6186          * the cgroup_lock.
6187          */
6188         disarm_static_keys(memcg);
6189         if (size < PAGE_SIZE)
6190                 kfree(memcg);
6191         else
6192                 vfree(memcg);
6193 }
6194
6195 /*
6196  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6197  */
6198 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6199 {
6200         if (!memcg->res.parent)
6201                 return NULL;
6202         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6203 }
6204 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6205
6206 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6207 {
6208         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6209         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6210         int tmp, node, zone;
6211
6212         for_each_node(node) {
6213                 tmp = node;
6214                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6215                         tmp = -1;
6216                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6217                 BUG_ON(!rtpn);
6218
6219                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6220
6221                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6222                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6223                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6224                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6225                 }
6226         }
6227 }
6228
6229 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6230 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6231 {
6232         struct mem_cgroup *memcg;
6233         long error = -ENOMEM;
6234         int node;
6235
6236         memcg = mem_cgroup_alloc();
6237         if (!memcg)
6238                 return ERR_PTR(error);
6239
6240         for_each_node(node)
6241                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6242                         goto free_out;
6243
6244         /* root ? */
6245         if (cont->parent == NULL) {
6246                 root_mem_cgroup = memcg;
6247                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6248                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6249                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6250         }
6251
6252         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6253         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6254         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6255         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6256         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6257         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6258
6259         return &memcg->css;
6260
6261 free_out:
6262         __mem_cgroup_free(memcg);
6263         return ERR_PTR(error);
6264 }
6265
6266 static int
6267 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6268 {
6269         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6270         int error = 0;
6271
6272         if (!cont->parent)
6273                 return 0;
6274
6275         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6276         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6277         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6278
6279         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6280         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6281         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6282
6283         if (parent->use_hierarchy) {
6284                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6285                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6286                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6287
6288                 /*
6289                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6290                  * core guarantees its existence.
6291                  */
6292         } else {
6293                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6294                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6295                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6296                 /*
6297                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6298                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6299                  * unfortunate state in our controller.
6300                  */
6301                 if (parent != root_mem_cgroup)
6302                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6303         }
6304
6305         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6306         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6307         return error;
6308 }
6309
6310 /*
6311  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6312  */
6313 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6314 {
6315         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6316
6317         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6318                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6319
6320         /*
6321          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6322          * explicitely.
6323          */
6324         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6325                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6326 }
6327
6328 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6329 {
6330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6331
6332         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6333
6334         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6335         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6336         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6337 }
6338
6339 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6340 {
6341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6342
6343         memcg_destroy_kmem(memcg);
6344         __mem_cgroup_free(memcg);
6345 }
6346
6347 #ifdef CONFIG_MMU
6348 /* Handlers for move charge at task migration. */
6349 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6350 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6351 {
6352         int ret = 0;
6353         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6354         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6355
6356         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6357                 mc.precharge += count;
6358                 /* we don't need css_get for root */
6359                 return ret;
6360         }
6361         /* try to charge at once */
6362         if (count > 1) {
6363                 struct res_counter *dummy;
6364                 /*
6365                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6366                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6367                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6368                  * css_get().
6369                  */
6370                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6371                         goto one_by_one;
6372                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6373                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6374                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6375                         goto one_by_one;
6376                 }
6377                 mc.precharge += count;
6378                 return ret;
6379         }
6380 one_by_one:
6381         /* fall back to one by one charge */
6382         while (count--) {
6383                 if (signal_pending(current)) {
6384                         ret = -EINTR;
6385                         break;
6386                 }
6387                 if (!batch_count--) {
6388                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6389                         cond_resched();
6390                 }
6391                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6392                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6393                 if (ret)
6394                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6395                         return ret;
6396                 mc.precharge++;
6397         }
6398         return ret;
6399 }
6400
6401 /**
6402  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6403  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6404  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6405  * @ptent: the pte to be checked
6406  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6407  *
6408  * Returns
6409  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6410  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6411  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6412  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6413  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6414  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6415  *     in target->ent.
6416  *
6417  * Called with pte lock held.
6418  */
6419 union mc_target {
6420         struct page     *page;
6421         swp_entry_t     ent;
6422 };
6423
6424 enum mc_target_type {
6425         MC_TARGET_NONE = 0,
6426         MC_TARGET_PAGE,
6427         MC_TARGET_SWAP,
6428 };
6429
6430 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6431                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6432 {
6433         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6434
6435         if (!page || !page_mapped(page))
6436                 return NULL;
6437         if (PageAnon(page)) {
6438                 /* we don't move shared anon */
6439                 if (!move_anon())
6440                         return NULL;
6441         } else if (!move_file())
6442                 /* we ignore mapcount for file pages */
6443                 return NULL;
6444         if (!get_page_unless_zero(page))
6445                 return NULL;
6446
6447         return page;
6448 }
6449
6450 #ifdef CONFIG_SWAP
6451 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6452                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6453 {
6454         struct page *page = NULL;
6455         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6456
6457         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6458                 return NULL;
6459         /*
6460          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6461          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6462          */
6463         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6464         if (do_swap_account)
6465                 entry->val = ent.val;
6466
6467         return page;
6468 }
6469 #else
6470 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6471                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6472 {
6473         return NULL;
6474 }
6475 #endif
6476
6477 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6478                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6479 {
6480         struct page *page = NULL;
6481         struct address_space *mapping;
6482         pgoff_t pgoff;
6483
6484         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6485                 return NULL;
6486         if (!move_file())
6487                 return NULL;
6488
6489         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6490         if (pte_none(ptent))
6491                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6492         else /* pte_file(ptent) is true */
6493                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6494
6495         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6496         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6497
6498 #ifdef CONFIG_SWAP
6499         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6500         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6501                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6502                 if (do_swap_account)
6503                         *entry = swap;
6504                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6505         }
6506 #endif
6507         return page;
6508 }
6509
6510 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6511                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6512 {
6513         struct page *page = NULL;
6514         struct page_cgroup *pc;
6515         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6516         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6517
6518         if (pte_present(ptent))
6519                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6520         else if (is_swap_pte(ptent))
6521                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6522         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6523                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6524
6525         if (!page && !ent.val)
6526                 return ret;
6527         if (page) {
6528                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6529                 /*
6530                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6531                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6532                  * the lock.
6533                  */
6534                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6535                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6536                         if (target)
6537                                 target->page = page;
6538                 }
6539                 if (!ret || !target)
6540                         put_page(page);
6541         }
6542         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6543         if (ent.val && !ret &&
6544                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6545                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6546                 if (target)
6547                         target->ent = ent;
6548         }
6549         return ret;
6550 }
6551
6552 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6553 /*
6554  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6555  * support them for now.
6556  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6557  */
6558 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6559                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6560 {
6561         struct page *page = NULL;
6562         struct page_cgroup *pc;
6563         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6564
6565         page = pmd_page(pmd);
6566         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6567         if (!move_anon())
6568                 return ret;
6569         pc = lookup_page_cgroup(page);
6570         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6571                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6572                 if (target) {
6573                         get_page(page);
6574                         target->page = page;
6575                 }
6576         }
6577         return ret;
6578 }
6579 #else
6580 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6581                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6582 {
6583         return MC_TARGET_NONE;
6584 }
6585 #endif
6586
6587 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6588                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6589                                         struct mm_walk *walk)
6590 {
6591         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6592         pte_t *pte;
6593         spinlock_t *ptl;
6594
6595         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6596                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6597                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6598                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6599                 return 0;
6600         }
6601
6602         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6603                 return 0;
6604         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6605         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6606                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6607                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6608         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6609         cond_resched();
6610
6611         return 0;
6612 }
6613
6614 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6615 {
6616         unsigned long precharge;
6617         struct vm_area_struct *vma;
6618
6619         down_read(&mm->mmap_sem);
6620         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6621                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6622                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6623                         .mm = mm,
6624                         .private = vma,
6625                 };
6626                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6627                         continue;
6628                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6629                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6630         }
6631         up_read(&mm->mmap_sem);
6632
6633         precharge = mc.precharge;
6634         mc.precharge = 0;
6635
6636         return precharge;
6637 }
6638
6639 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6640 {
6641         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6642
6643         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6644         mc.moving_task = current;
6645         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6646 }
6647
6648 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6649 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6650 {
6651         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6652         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6653         int i;
6654
6655         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6656         if (mc.precharge) {
6657                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6658                 mc.precharge = 0;
6659         }
6660         /*
6661          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6662          * we must uncharge here.
6663          */
6664         if (mc.moved_charge) {
6665                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6666                 mc.moved_charge = 0;
6667         }
6668         /* we must fixup refcnts and charges */
6669         if (mc.moved_swap) {
6670                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6671                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6672                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6673                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6674
6675                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6676                         css_put(&mc.from->css);
6677
6678                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6679                         /*
6680                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6681                          * uncharge to->res.
6682                          */
6683                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6684                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6685                 }
6686                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6687                 mc.moved_swap = 0;
6688         }
6689         memcg_oom_recover(from);
6690         memcg_oom_recover(to);
6691         wake_up_all(&mc.waitq);
6692 }
6693
6694 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6695 {
6696         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6697
6698         /*
6699          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6700          * task migration.
6701          */
6702         mc.moving_task = NULL;
6703         __mem_cgroup_clear_mc();
6704         spin_lock(&mc.lock);
6705         mc.from = NULL;
6706         mc.to = NULL;
6707         spin_unlock(&mc.lock);
6708         mem_cgroup_end_move(from);
6709 }
6710
6711 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6712                                  struct cgroup_taskset *tset)
6713 {
6714         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6715         int ret = 0;
6716         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6717         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6718
6719         /*
6720          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6721          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6722          * So we need to save it, and keep it going.
6723          */
6724         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6725         if (move_charge_at_immigrate) {
6726                 struct mm_struct *mm;
6727                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6728
6729                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6730
6731                 mm = get_task_mm(p);
6732                 if (!mm)
6733                         return 0;
6734                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6735                 if (mm->owner == p) {
6736                         VM_BUG_ON(mc.from);
6737                         VM_BUG_ON(mc.to);
6738                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6739                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6740                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6741                         mem_cgroup_start_move(from);
6742                         spin_lock(&mc.lock);
6743                         mc.from = from;
6744                         mc.to = memcg;
6745                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6746                         spin_unlock(&mc.lock);
6747                         /* We set mc.moving_task later */
6748
6749                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6750                         if (ret)
6751                                 mem_cgroup_clear_mc();
6752                 }
6753                 mmput(mm);
6754         }
6755         return ret;
6756 }
6757
6758 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6759                                      struct cgroup_taskset *tset)
6760 {
6761         mem_cgroup_clear_mc();
6762 }
6763
6764 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6765                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6766                                 struct mm_walk *walk)
6767 {
6768         int ret = 0;
6769         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6770         pte_t *pte;
6771         spinlock_t *ptl;
6772         enum mc_target_type target_type;
6773         union mc_target target;
6774         struct page *page;
6775         struct page_cgroup *pc;
6776
6777         /*
6778          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6779          * happens because:
6780          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6781          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6782          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6783          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6784          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6785          *    part of thp split is not executed yet.
6786          */
6787         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6788                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6789                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6790                         return 0;
6791                 }
6792                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6793                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6794                         page = target.page;
6795                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6796                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6797                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6798                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6799                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6800                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6801                                 }
6802                                 putback_lru_page(page);
6803                         }
6804                         put_page(page);
6805                 }
6806                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6807                 return 0;
6808         }
6809
6810         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6811                 return 0;
6812 retry:
6813         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6814         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6815                 pte_t ptent = *(pte++);
6816                 swp_entry_t ent;
6817
6818                 if (!mc.precharge)
6819                         break;
6820
6821                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6822                 case MC_TARGET_PAGE:
6823                         page = target.page;
6824                         if (isolate_lru_page(page))
6825                                 goto put;
6826                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6827                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6828                                                      mc.from, mc.to)) {
6829                                 mc.precharge--;
6830                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6831                                 mc.moved_charge++;
6832                         }
6833                         putback_lru_page(page);
6834 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6835                         put_page(page);
6836                         break;
6837                 case MC_TARGET_SWAP:
6838                         ent = target.ent;
6839                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6840                                 mc.precharge--;
6841                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6842                                 mc.moved_swap++;
6843                         }
6844                         break;
6845                 default:
6846                         break;
6847                 }
6848         }
6849         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6850         cond_resched();
6851
6852         if (addr != end) {
6853                 /*
6854                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6855                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6856                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6857                  * phase.
6858                  */
6859                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6860                 if (!ret)
6861                         goto retry;
6862         }
6863
6864         return ret;
6865 }
6866
6867 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6868 {
6869         struct vm_area_struct *vma;
6870
6871         lru_add_drain_all();
6872 retry:
6873         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6874                 /*
6875                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6876                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6877                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6878                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6879                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6880                  */
6881                 __mem_cgroup_clear_mc();
6882                 cond_resched();
6883                 goto retry;
6884         }
6885         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6886                 int ret;
6887                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6888                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6889                         .mm = mm,
6890                         .private = vma,
6891                 };
6892                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6893                         continue;
6894                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6895                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6896                 if (ret)
6897                         /*
6898                          * means we have consumed all precharges and failed in
6899                          * doing additional charge. Just abandon here.
6900                          */
6901                         break;
6902         }
6903         up_read(&mm->mmap_sem);
6904 }
6905
6906 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6907                                  struct cgroup_taskset *tset)
6908 {
6909         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6910         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6911
6912         if (mm) {
6913                 if (mc.to)
6914                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6915                 mmput(mm);
6916         }
6917         if (mc.to)
6918                 mem_cgroup_clear_mc();
6919 }
6920 #else   /* !CONFIG_MMU */
6921 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6922                                  struct cgroup_taskset *tset)
6923 {
6924         return 0;
6925 }
6926 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6927                                      struct cgroup_taskset *tset)
6928 {
6929 }
6930 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6931                                  struct cgroup_taskset *tset)
6932 {
6933 }
6934 #endif
6935
6936 /*
6937  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6938  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6939  */
6940 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
6941 {
6942         /*
6943          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6944          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6945          * on for the root memcg is enough.
6946          */
6947         if (cgroup_sane_behavior(root))
6948                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
6949 }
6950
6951 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6952         .name = "memory",
6953         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6954         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6955         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6956         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6957         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6958         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6959         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6960         .attach = mem_cgroup_move_task,
6961         .bind = mem_cgroup_bind,
6962         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6963         .early_init = 0,
6964         .use_id = 1,
6965 };
6966
6967 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6968 static int __init enable_swap_account(char *s)
6969 {
6970         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6971         if (!strcmp(s, "1"))
6972                 really_do_swap_account = 1;
6973         else if (!strcmp(s, "0"))
6974                 really_do_swap_account = 0;
6975         return 1;
6976 }
6977 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6978
6979 static void __init memsw_file_init(void)
6980 {
6981         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6982 }
6983
6984 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6985 {
6986         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6987                 do_swap_account = 1;
6988                 memsw_file_init();
6989         }
6990 }
6991
6992 #else
6993 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6994 {
6995 }
6996 #endif
6997
6998 /*
6999  * subsys_initcall() for memory controller.
7000  *
7001  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7002  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7003  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7004  * be initialized from here.
7005  */
7006 static int __init mem_cgroup_init(void)
7007 {
7008         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7009         enable_swap_cgroup();
7010         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7011         memcg_stock_init();
7012         return 0;
7013 }
7014 subsys_initcall(mem_cgroup_init);