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