memcg, slab: merge memcg_{bind,release}_pages to memcg_{un}charge_slab
[pandora-kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
361         struct list_head memcg_slab_caches;
362         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
363         struct mutex slab_caches_mutex;
364         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
365         int kmemcg_id;
366 #endif
367
368         int last_scanned_node;
369 #if MAX_NUMNODES > 1
370         nodemask_t      scan_nodes;
371         atomic_t        numainfo_events;
372         atomic_t        numainfo_updating;
373 #endif
374
375         /* List of events which userspace want to receive */
376         struct list_head event_list;
377         spinlock_t event_list_lock;
378
379         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
380         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
381 };
382
383 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
384 enum {
385         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
386         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
387 };
388
389 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
390 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
391 {
392         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
393 }
394
395 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         /*
403          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
404          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
405          */
406         smp_wmb();
407         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
408                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
409 }
410
411 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
412 {
413         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
414                                   &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416 #endif
417
418 /* Stuffs for move charges at task migration. */
419 /*
420  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
421  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
422  */
423 enum move_type {
424         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
425         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
426         NR_MOVE_TYPE,
427 };
428
429 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
430 static struct move_charge_struct {
431         spinlock_t        lock; /* for from, to */
432         struct mem_cgroup *from;
433         struct mem_cgroup *to;
434         unsigned long immigrate_flags;
435         unsigned long precharge;
436         unsigned long moved_charge;
437         unsigned long moved_swap;
438         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
439         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
440 } mc = {
441         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
442         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
443 };
444
445 static bool move_anon(void)
446 {
447         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
448 }
449
450 static bool move_file(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 /*
456  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
457  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
458  */
459 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
460 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
461
462 enum charge_type {
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
467         NR_CHARGE_TYPE,
468 };
469
470 /* for encoding cft->private value on file */
471 enum res_type {
472         _MEM,
473         _MEMSWAP,
474         _OOM_TYPE,
475         _KMEM,
476 };
477
478 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
479 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
480 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
481 /* Used for OOM nofiier */
482 #define OOM_CONTROL             (0)
483
484 /*
485  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
486  */
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
491
492 /*
493  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
494  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
495  * appearing has to hold it as well.
496  */
497 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
498
499 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
500 {
501         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
502 }
503
504 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
505 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
506 {
507         if (!memcg)
508                 memcg = root_mem_cgroup;
509         return &memcg->vmpressure;
510 }
511
512 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
513 {
514         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
515 }
516
517 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
518 {
519         return (memcg == root_mem_cgroup);
520 }
521
522 /*
523  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
524  * an unsigned short.
525  */
526 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
527
528 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
529 {
530         /*
531          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
532          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
533          */
534         return memcg->css.cgroup->id + 1;
535 }
536
537 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
538 {
539         struct cgroup_subsys_state *css;
540
541         css = css_from_id(id - 1, &memory_cgrp_subsys);
542         return mem_cgroup_from_css(css);
543 }
544
545 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
546 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
547
548 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
549 {
550         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
551                 struct mem_cgroup *memcg;
552                 struct cg_proto *cg_proto;
553
554                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
555
556                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
557                  * filled. It won't however, necessarily happen from
558                  * process context. So the test for root memcg given
559                  * the current task's memcg won't help us in this case.
560                  *
561                  * Respecting the original socket's memcg is a better
562                  * decision in this case.
563                  */
564                 if (sk->sk_cgrp) {
565                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
566                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
567                         return;
568                 }
569
570                 rcu_read_lock();
571                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
572                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
573                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
574                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
575                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
576                 }
577                 rcu_read_unlock();
578         }
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
581
582 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
583 {
584         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
585                 struct mem_cgroup *memcg;
586                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
587                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
588                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
589         }
590 }
591
592 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
593 {
594         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
595                 return NULL;
596
597         return &memcg->tcp_mem;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
600
601 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
604                 return;
605         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
606 }
607 #else
608 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
609 {
610 }
611 #endif
612
613 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
614 /*
615  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
616  * The main reason for not using cgroup id for this:
617  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
618  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
619  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
620  *  200 entry array for that.
621  *
622  * The current size of the caches array is stored in
623  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
624  * increase it.
625  */
626 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
627 int memcg_limited_groups_array_size;
628
629 /*
630  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
631  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
632  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
633  * tunable, but that is strictly not necessary.
634  *
635  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
636  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
637  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
638  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
639  * increase ours as well if it increases.
640  */
641 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
642 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
643
644 /*
645  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
646  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
647  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
648  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
649  */
650 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
651 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
652
653 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
654 {
655         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
656                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
657                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
658         }
659         /*
660          * This check can't live in kmem destruction function,
661          * since the charges will outlive the cgroup
662          */
663         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
664 }
665 #else
666 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
667 {
668 }
669 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
670
671 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
672 {
673         disarm_sock_keys(memcg);
674         disarm_kmem_keys(memcg);
675 }
676
677 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
678
679 static struct mem_cgroup_per_zone *
680 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
681 {
682         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
683         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
684 }
685
686 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
687 {
688         return &memcg->css;
689 }
690
691 static struct mem_cgroup_per_zone *
692 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
693 {
694         int nid = page_to_nid(page);
695         int zid = page_zonenum(page);
696
697         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
698 }
699
700 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
701 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
702 {
703         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
707 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
708 {
709         int nid = page_to_nid(page);
710         int zid = page_zonenum(page);
711
712         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
713 }
714
715 static void
716 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
717                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
718                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
719                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
720 {
721         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
722         struct rb_node *parent = NULL;
723         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
724
725         if (mz->on_tree)
726                 return;
727
728         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
729         if (!mz->usage_in_excess)
730                 return;
731         while (*p) {
732                 parent = *p;
733                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
734                                         tree_node);
735                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
736                         p = &(*p)->rb_left;
737                 /*
738                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
739                  * limit by the same amount
740                  */
741                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
742                         p = &(*p)->rb_right;
743         }
744         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
745         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
746         mz->on_tree = true;
747 }
748
749 static void
750 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
751                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
752                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
753 {
754         if (!mz->on_tree)
755                 return;
756         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
757         mz->on_tree = false;
758 }
759
760 static void
761 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
762                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
763                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
764 {
765         spin_lock(&mctz->lock);
766         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
767         spin_unlock(&mctz->lock);
768 }
769
770
771 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
772 {
773         unsigned long long excess;
774         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         int nid = page_to_nid(page);
777         int zid = page_zonenum(page);
778         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
779
780         /*
781          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
782          * because their event counter is not touched.
783          */
784         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
785                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
786                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
787                 /*
788                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
789                  * mem is over its softlimit.
790                  */
791                 if (excess || mz->on_tree) {
792                         spin_lock(&mctz->lock);
793                         /* if on-tree, remove it */
794                         if (mz->on_tree)
795                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
796                         /*
797                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
798                          * If excess is 0, no tree ops.
799                          */
800                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
801                         spin_unlock(&mctz->lock);
802                 }
803         }
804 }
805
806 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
807 {
808         int node, zone;
809         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
810         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
811
812         for_each_node(node) {
813                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
814                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
815                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
816                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
817                 }
818         }
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 rb_node *rightmost = NULL;
825         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
826
827 retry:
828         mz = NULL;
829         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
830         if (!rightmost)
831                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
832
833         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
834         /*
835          * Remove the node now but someone else can add it back,
836          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
837          * position in the tree.
838          */
839         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
840         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
841                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
842                 goto retry;
843 done:
844         return mz;
845 }
846
847 static struct mem_cgroup_per_zone *
848 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
849 {
850         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
851
852         spin_lock(&mctz->lock);
853         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
854         spin_unlock(&mctz->lock);
855         return mz;
856 }
857
858 /*
859  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
860  *
861  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
862  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
863  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
864  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
865  *
866  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
867  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
868  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
869  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
870  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
871  *
872  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
873  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
874  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
875  * implemented.
876  */
877 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
878                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
879 {
880         long val = 0;
881         int cpu;
882
883         get_online_cpus();
884         for_each_online_cpu(cpu)
885                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
886 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
887         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
888         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
889         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
890 #endif
891         put_online_cpus();
892         return val;
893 }
894
895 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
896                                          bool charge)
897 {
898         int val = (charge) ? 1 : -1;
899         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
900 }
901
902 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
903                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
904 {
905         unsigned long val = 0;
906         int cpu;
907
908         get_online_cpus();
909         for_each_online_cpu(cpu)
910                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
911 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
912         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
913         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
914         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
915 #endif
916         put_online_cpus();
917         return val;
918 }
919
920 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
921                                          struct page *page,
922                                          bool anon, int nr_pages)
923 {
924         /*
925          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
926          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
927          */
928         if (anon)
929                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
930                                 nr_pages);
931         else
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
933                                 nr_pages);
934
935         if (PageTransHuge(page))
936                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
937                                 nr_pages);
938
939         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
940         if (nr_pages > 0)
941                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
942         else {
943                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
944                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
945         }
946
947         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
948 }
949
950 unsigned long
951 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
952 {
953         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
954
955         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
956         return mz->lru_size[lru];
957 }
958
959 static unsigned long
960 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
961                         unsigned int lru_mask)
962 {
963         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
964         enum lru_list lru;
965         unsigned long ret = 0;
966
967         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
968
969         for_each_lru(lru) {
970                 if (BIT(lru) & lru_mask)
971                         ret += mz->lru_size[lru];
972         }
973         return ret;
974 }
975
976 static unsigned long
977 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
978                         int nid, unsigned int lru_mask)
979 {
980         u64 total = 0;
981         int zid;
982
983         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
984                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
985                                                 nid, zid, lru_mask);
986
987         return total;
988 }
989
990 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
991                         unsigned int lru_mask)
992 {
993         int nid;
994         u64 total = 0;
995
996         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
997                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
998         return total;
999 }
1000
1001 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1002                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1003 {
1004         unsigned long val, next;
1005
1006         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1007         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1008         /* from time_after() in jiffies.h */
1009         if ((long)next - (long)val < 0) {
1010                 switch (target) {
1011                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1012                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1013                         break;
1014                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1015                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1016                         break;
1017                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1018                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1019                         break;
1020                 default:
1021                         break;
1022                 }
1023                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1024                 return true;
1025         }
1026         return false;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Check events in order.
1031  *
1032  */
1033 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1034 {
1035         preempt_disable();
1036         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1037         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1038                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1039                 bool do_softlimit;
1040                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1041
1042                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1043                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1044 #if MAX_NUMNODES > 1
1045                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1046                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1047 #endif
1048                 preempt_enable();
1049
1050                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1051                 if (unlikely(do_softlimit))
1052                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1053 #if MAX_NUMNODES > 1
1054                 if (unlikely(do_numainfo))
1055                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1056 #endif
1057         } else
1058                 preempt_enable();
1059 }
1060
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1062 {
1063         /*
1064          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1065          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1066          * So this can be called with p == NULL.
1067          */
1068         if (unlikely(!p))
1069                 return NULL;
1070
1071         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1072 }
1073
1074 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1075 {
1076         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1077
1078         rcu_read_lock();
1079         do {
1080                 /*
1081                  * Page cache insertions can happen withou an
1082                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1083                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1084                  */
1085                 if (unlikely(!mm))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else {
1088                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1089                         if (unlikely(!memcg))
1090                                 memcg = root_mem_cgroup;
1091                 }
1092         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1093         rcu_read_unlock();
1094         return memcg;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1099  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1100  *
1101  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1102  */
1103 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1104                 struct mem_cgroup *last_visited)
1105 {
1106         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1107
1108         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1109 skip_node:
1110         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1111
1112         /*
1113          * Even if we found a group we have to make sure it is
1114          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1115          * skipped and we should continue the tree walk.
1116          * last_visited css is safe to use because it is
1117          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1118          *
1119          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1120          * because we might race with the root removal when it would
1121          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1122          * would end up in an endless loop because it expects that at
1123          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1124          * because caller of the iterator should hold it already so
1125          * skipping css reference should be safe.
1126          */
1127         if (next_css) {
1128                 if ((next_css == &root->css) ||
1129                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css)))
1130                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1131
1132                 prev_css = next_css;
1133                 goto skip_node;
1134         }
1135
1136         return NULL;
1137 }
1138
1139 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1140 {
1141         /*
1142          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1143          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1144          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1145          */
1146         atomic_inc(&root->dead_count);
1147 }
1148
1149 static struct mem_cgroup *
1150 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1151                      struct mem_cgroup *root,
1152                      int *sequence)
1153 {
1154         struct mem_cgroup *position = NULL;
1155         /*
1156          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1157          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1158          *
1159          * If the iterator is valid, we may still race with an
1160          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1161          * released, tryget will fail if we lost the race.
1162          */
1163         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1164         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1165                 smp_rmb();
1166                 position = iter->last_visited;
1167
1168                 /*
1169                  * We cannot take a reference to root because we might race
1170                  * with root removal and returning NULL would end up in
1171                  * an endless loop on the iterator user level when root
1172                  * would be returned all the time.
1173                  */
1174                 if (position && position != root &&
1175                                 !css_tryget(&position->css))
1176                         position = NULL;
1177         }
1178         return position;
1179 }
1180
1181 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1182                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1183                                    struct mem_cgroup *new_position,
1184                                    struct mem_cgroup *root,
1185                                    int sequence)
1186 {
1187         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1188         if (last_visited && last_visited != root)
1189                 css_put(&last_visited->css);
1190         /*
1191          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1192          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1193          * don't lose destruction events in between.  We could have
1194          * raced with the destruction of @new_position after all.
1195          */
1196         iter->last_visited = new_position;
1197         smp_wmb();
1198         iter->last_dead_count = sequence;
1199 }
1200
1201 /**
1202  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1203  * @root: hierarchy root
1204  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1205  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1206  *
1207  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1208  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1209  *
1210  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1211  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1212  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1213  *
1214  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1215  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1216  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1217  */
1218 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1219                                    struct mem_cgroup *prev,
1220                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1221 {
1222         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1223         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1224
1225         if (mem_cgroup_disabled())
1226                 return NULL;
1227
1228         if (!root)
1229                 root = root_mem_cgroup;
1230
1231         if (prev && !reclaim)
1232                 last_visited = prev;
1233
1234         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1235                 if (prev)
1236                         goto out_css_put;
1237                 return root;
1238         }
1239
1240         rcu_read_lock();
1241         while (!memcg) {
1242                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1243                 int uninitialized_var(seq);
1244
1245                 if (reclaim) {
1246                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1247                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1248                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1249
1250                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1251                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1252                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1253                                 iter->last_visited = NULL;
1254                                 goto out_unlock;
1255                         }
1256
1257                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1258                 }
1259
1260                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1261
1262                 if (reclaim) {
1263                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1264                                         seq);
1265
1266                         if (!memcg)
1267                                 iter->generation++;
1268                         else if (!prev && memcg)
1269                                 reclaim->generation = iter->generation;
1270                 }
1271
1272                 if (prev && !memcg)
1273                         goto out_unlock;
1274         }
1275 out_unlock:
1276         rcu_read_unlock();
1277 out_css_put:
1278         if (prev && prev != root)
1279                 css_put(&prev->css);
1280
1281         return memcg;
1282 }
1283
1284 /**
1285  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1286  * @root: hierarchy root
1287  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1288  */
1289 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1290                            struct mem_cgroup *prev)
1291 {
1292         if (!root)
1293                 root = root_mem_cgroup;
1294         if (prev && prev != root)
1295                 css_put(&prev->css);
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1300  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1301  * be used for reference counting.
1302  */
1303 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1304         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1305              iter != NULL;                              \
1306              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1307
1308 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1309         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1310              iter != NULL;                              \
1311              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1312
1313 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *memcg;
1316
1317         rcu_read_lock();
1318         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1319         if (unlikely(!memcg))
1320                 goto out;
1321
1322         switch (idx) {
1323         case PGFAULT:
1324                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1325                 break;
1326         case PGMAJFAULT:
1327                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1328                 break;
1329         default:
1330                 BUG();
1331         }
1332 out:
1333         rcu_read_unlock();
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1336
1337 /**
1338  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1339  * @zone: zone of the wanted lruvec
1340  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1341  *
1342  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1343  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1344  * is disabled.
1345  */
1346 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1347                                       struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1350         struct lruvec *lruvec;
1351
1352         if (mem_cgroup_disabled()) {
1353                 lruvec = &zone->lruvec;
1354                 goto out;
1355         }
1356
1357         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1358         lruvec = &mz->lruvec;
1359 out:
1360         /*
1361          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1362          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1363          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1364          */
1365         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1366                 lruvec->zone = zone;
1367         return lruvec;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1372  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1373  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1374  *
1375  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1376  * 1. charge
1377  * 2. moving account
1378  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1379  * It is added to LRU before charge.
1380  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1381  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1382  */
1383
1384 /**
1385  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1386  * @page: the page
1387  * @zone: zone of the page
1388  */
1389 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1390 {
1391         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1392         struct mem_cgroup *memcg;
1393         struct page_cgroup *pc;
1394         struct lruvec *lruvec;
1395
1396         if (mem_cgroup_disabled()) {
1397                 lruvec = &zone->lruvec;
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         pc = lookup_page_cgroup(page);
1402         memcg = pc->mem_cgroup;
1403
1404         /*
1405          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1406          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1407          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1408          *
1409          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1410          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1411          * of pc->mem_cgroup safe.
1412          */
1413         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1414                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1415
1416         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1417         lruvec = &mz->lruvec;
1418 out:
1419         /*
1420          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1421          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1422          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1423          */
1424         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1425                 lruvec->zone = zone;
1426         return lruvec;
1427 }
1428
1429 /**
1430  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1431  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1432  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1433  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1434  *
1435  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1436  * lru list.
1437  */
1438 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1439                                 int nr_pages)
1440 {
1441         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1442         unsigned long *lru_size;
1443
1444         if (mem_cgroup_disabled())
1445                 return;
1446
1447         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1448         lru_size = mz->lru_size + lru;
1449         *lru_size += nr_pages;
1450         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1455  * hierarchy subtree
1456  */
1457 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1458                                   struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         if (root_memcg == memcg)
1461                 return true;
1462         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1463                 return false;
1464         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1465 }
1466
1467 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1468                                        struct mem_cgroup *memcg)
1469 {
1470         bool ret;
1471
1472         rcu_read_lock();
1473         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1474         rcu_read_unlock();
1475         return ret;
1476 }
1477
1478 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1479                         const struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1482         struct task_struct *p;
1483         bool ret;
1484
1485         p = find_lock_task_mm(task);
1486         if (p) {
1487                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1488                 task_unlock(p);
1489         } else {
1490                 /*
1491                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1492                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1493                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1494                  */
1495                 rcu_read_lock();
1496                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1497                 if (curr)
1498                         css_get(&curr->css);
1499                 rcu_read_unlock();
1500         }
1501         /*
1502          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1503          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1504          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1505          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1506          */
1507         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1508         css_put(&curr->css);
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1513 {
1514         unsigned long inactive_ratio;
1515         unsigned long inactive;
1516         unsigned long active;
1517         unsigned long gb;
1518
1519         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1520         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1521
1522         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1523         if (gb)
1524                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1525         else
1526                 inactive_ratio = 1;
1527
1528         return inactive * inactive_ratio < active;
1529 }
1530
1531 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1532         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1533
1534 /**
1535  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1536  * @memcg: the memory cgroup
1537  *
1538  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1539  * pages.
1540  */
1541 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1542 {
1543         unsigned long long margin;
1544
1545         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1546         if (do_swap_account)
1547                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1548         return margin >> PAGE_SHIFT;
1549 }
1550
1551 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         /* root ? */
1554         if (!css_parent(&memcg->css))
1555                 return vm_swappiness;
1556
1557         return memcg->swappiness;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1562  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1563  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1564  * rcu_read_lock(), like this:
1565  *
1566  *         CPU-A                                    CPU-B
1567  *                                              rcu_read_lock()
1568  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1569  *                                                   take heavy locks.
1570  *         synchronize_rcu()                    update something.
1571  *                                              rcu_read_unlock()
1572  *         start move here.
1573  */
1574
1575 /* for quick checking without looking up memcg */
1576 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1577
1578 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         atomic_inc(&memcg_moving);
1581         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1582         synchronize_rcu();
1583 }
1584
1585 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         /*
1588          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1589          * We check NULL in callee rather than caller.
1590          */
1591         if (memcg) {
1592                 atomic_dec(&memcg_moving);
1593                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1594         }
1595 }
1596
1597 /*
1598  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1599  *
1600  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1601  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1602  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1603  *
1604  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1605  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1606  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1607  */
1608
1609 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1610 {
1611         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1612         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1613 }
1614
1615 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *from;
1618         struct mem_cgroup *to;
1619         bool ret = false;
1620         /*
1621          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1622          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1623          */
1624         spin_lock(&mc.lock);
1625         from = mc.from;
1626         to = mc.to;
1627         if (!from)
1628                 goto unlock;
1629
1630         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1631                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1632 unlock:
1633         spin_unlock(&mc.lock);
1634         return ret;
1635 }
1636
1637 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1638 {
1639         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1640                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1641                         DEFINE_WAIT(wait);
1642                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1643                         /* moving charge context might have finished. */
1644                         if (mc.moving_task)
1645                                 schedule();
1646                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1647                         return true;
1648                 }
1649         }
1650         return false;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Take this lock when
1655  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1656  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1657  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1658  */
1659 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1660                                   unsigned long *flags)
1661 {
1662         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1663 }
1664
1665 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1666                                 unsigned long *flags)
1667 {
1668         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1669 }
1670
1671 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1672 /**
1673  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1674  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1675  * @p: Task that is going to be killed
1676  *
1677  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1678  * enabled
1679  */
1680 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1681 {
1682         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1683         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1684         struct mem_cgroup *iter;
1685         unsigned int i;
1686
1687         if (!p)
1688                 return;
1689
1690         mutex_lock(&oom_info_lock);
1691         rcu_read_lock();
1692
1693         pr_info("Task in ");
1694         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1695         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1696         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1697         pr_info("\n");
1698
1699         rcu_read_unlock();
1700
1701         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1704                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1705         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1709         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1710                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1712                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1713
1714         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1715                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1716                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1717                 pr_cont(":");
1718
1719                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1720                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1721                                 continue;
1722                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1723                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1724                 }
1725
1726                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1727                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1728                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1729
1730                 pr_cont("\n");
1731         }
1732         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1737  * 1(self count) if no children.
1738  */
1739 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         int num = 0;
1742         struct mem_cgroup *iter;
1743
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1745                 num++;
1746         return num;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1751  */
1752 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1753 {
1754         u64 limit;
1755
1756         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1757
1758         /*
1759          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1760          */
1761         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1762                 u64 memsw;
1763
1764                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1765                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1766
1767                 /*
1768                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1769                  * available to this memcg, return that limit.
1770                  */
1771                 limit = min(limit, memsw);
1772         }
1773
1774         return limit;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1778                                      int order)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *iter;
1781         unsigned long chosen_points = 0;
1782         unsigned long totalpages;
1783         unsigned int points = 0;
1784         struct task_struct *chosen = NULL;
1785
1786         /*
1787          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1788          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1789          * quickly exit and free its memory.
1790          */
1791         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1792                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1793                 return;
1794         }
1795
1796         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1797         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1798         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1799                 struct css_task_iter it;
1800                 struct task_struct *task;
1801
1802                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1803                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1804                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1805                                                         false)) {
1806                         case OOM_SCAN_SELECT:
1807                                 if (chosen)
1808                                         put_task_struct(chosen);
1809                                 chosen = task;
1810                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1811                                 get_task_struct(chosen);
1812                                 /* fall through */
1813                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1814                                 continue;
1815                         case OOM_SCAN_ABORT:
1816                                 css_task_iter_end(&it);
1817                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1818                                 if (chosen)
1819                                         put_task_struct(chosen);
1820                                 return;
1821                         case OOM_SCAN_OK:
1822                                 break;
1823                         };
1824                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1825                         if (!points || points < chosen_points)
1826                                 continue;
1827                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1828                         if (points == chosen_points &&
1829                             thread_group_leader(chosen))
1830                                 continue;
1831
1832                         if (chosen)
1833                                 put_task_struct(chosen);
1834                         chosen = task;
1835                         chosen_points = points;
1836                         get_task_struct(chosen);
1837                 }
1838                 css_task_iter_end(&it);
1839         }
1840
1841         if (!chosen)
1842                 return;
1843         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1844         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1845                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1846 }
1847
1848 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1849                                         gfp_t gfp_mask,
1850                                         unsigned long flags)
1851 {
1852         unsigned long total = 0;
1853         bool noswap = false;
1854         int loop;
1855
1856         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1857                 noswap = true;
1858         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1859                 noswap = true;
1860
1861         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1862                 if (loop)
1863                         drain_all_stock_async(memcg);
1864                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1865                 /*
1866                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1867                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1868                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1869                  */
1870                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1871                         break;
1872                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1873                         break;
1874                 /*
1875                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1876                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1877                  */
1878                 if (loop && !total)
1879                         break;
1880         }
1881         return total;
1882 }
1883
1884 /**
1885  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1886  * @memcg: the target memcg
1887  * @nid: the node ID to be checked.
1888  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1889  *
1890  * This function returns whether the specified memcg contains any
1891  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1892  * pages in the node.
1893  */
1894 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1895                 int nid, bool noswap)
1896 {
1897         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1898                 return true;
1899         if (noswap || !total_swap_pages)
1900                 return false;
1901         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1902                 return true;
1903         return false;
1904
1905 }
1906 #if MAX_NUMNODES > 1
1907
1908 /*
1909  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1910  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1911  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1912  *
1913  */
1914 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1915 {
1916         int nid;
1917         /*
1918          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1919          * pagein/pageout changes since the last update.
1920          */
1921         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1922                 return;
1923         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1924                 return;
1925
1926         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1927         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1928
1929         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1930
1931                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1932                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1933         }
1934
1935         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1936         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1941  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1942  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1943  *
1944  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1945  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1946  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1947  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1948  *
1949  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1950  */
1951 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1952 {
1953         int node;
1954
1955         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1956         node = memcg->last_scanned_node;
1957
1958         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1959         if (node == MAX_NUMNODES)
1960                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1961         /*
1962          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1963          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1964          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1965          * we use curret node.
1966          */
1967         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1968                 node = numa_node_id();
1969
1970         memcg->last_scanned_node = node;
1971         return node;
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1976  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1977  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1978  * enough new information. We need to do double check.
1979  */
1980 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1981 {
1982         int nid;
1983
1984         /*
1985          * quick check...making use of scan_node.
1986          * We can skip unused nodes.
1987          */
1988         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1989                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1990                      nid < MAX_NUMNODES;
1991                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1992
1993                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1994                                 return true;
1995                 }
1996         }
1997         /*
1998          * Check rest of nodes.
1999          */
2000         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2001                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2002                         continue;
2003                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2004                         return true;
2005         }
2006         return false;
2007 }
2008
2009 #else
2010 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2011 {
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2016 {
2017         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2018 }
2019 #endif
2020
2021 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2022                                    struct zone *zone,
2023                                    gfp_t gfp_mask,
2024                                    unsigned long *total_scanned)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2027         int total = 0;
2028         int loop = 0;
2029         unsigned long excess;
2030         unsigned long nr_scanned;
2031         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2032                 .zone = zone,
2033                 .priority = 0,
2034         };
2035
2036         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2037
2038         while (1) {
2039                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2040                 if (!victim) {
2041                         loop++;
2042                         if (loop >= 2) {
2043                                 /*
2044                                  * If we have not been able to reclaim
2045                                  * anything, it might because there are
2046                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2047                                  */
2048                                 if (!total)
2049                                         break;
2050                                 /*
2051                                  * We want to do more targeted reclaim.
2052                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2053                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2054                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2055                                  */
2056                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2057                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2058                                         break;
2059                         }
2060                         continue;
2061                 }
2062                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2063                         continue;
2064                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2065                                                      zone, &nr_scanned);
2066                 *total_scanned += nr_scanned;
2067                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2068                         break;
2069         }
2070         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2071         return total;
2072 }
2073
2074 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2075 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2076         .name = "memcg_oom_lock",
2077 };
2078 #endif
2079
2080 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2081
2082 /*
2083  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2084  * If someone is running, return false.
2085  */
2086 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2087 {
2088         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2089
2090         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2091
2092         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2093                 if (iter->oom_lock) {
2094                         /*
2095                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2096                          * so we cannot give a lock.
2097                          */
2098                         failed = iter;
2099                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2100                         break;
2101                 } else
2102                         iter->oom_lock = true;
2103         }
2104
2105         if (failed) {
2106                 /*
2107                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2108                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2109                  */
2110                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2111                         if (iter == failed) {
2112                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2113                                 break;
2114                         }
2115                         iter->oom_lock = false;
2116                 }
2117         } else
2118                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2119
2120         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2121
2122         return !failed;
2123 }
2124
2125 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2126 {
2127         struct mem_cgroup *iter;
2128
2129         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2130         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2131         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2132                 iter->oom_lock = false;
2133         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2134 }
2135
2136 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2137 {
2138         struct mem_cgroup *iter;
2139
2140         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2141                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2142 }
2143
2144 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2145 {
2146         struct mem_cgroup *iter;
2147
2148         /*
2149          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2150          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2151          * atomic_add_unless() here.
2152          */
2153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2154                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2155 }
2156
2157 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2158
2159 struct oom_wait_info {
2160         struct mem_cgroup *memcg;
2161         wait_queue_t    wait;
2162 };
2163
2164 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2165         unsigned mode, int sync, void *arg)
2166 {
2167         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2168         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2169         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2170
2171         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2172         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2173
2174         /*
2175          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2176          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2177          */
2178         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2179                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2180                 return 0;
2181         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2182 }
2183
2184 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2185 {
2186         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2187         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2188         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2189 }
2190
2191 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2192 {
2193         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2194                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2195 }
2196
2197 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2198 {
2199         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2200                 return;
2201         /*
2202          * We are in the middle of the charge context here, so we
2203          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2204          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2205          *
2206          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2207          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2208          * invocation might not even be necessary.
2209          *
2210          * That's why we don't do anything here except remember the
2211          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2212          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2213          * and when we know whether the fault was overall successful.
2214          */
2215         css_get(&memcg->css);
2216         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2217         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2218         current->memcg_oom.order = order;
2219 }
2220
2221 /**
2222  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2223  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2224  *
2225  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2226  * handler was enabled.
2227  *
2228  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2229  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2230  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2231  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2232  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2233  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2234  *
2235  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2236  * completed, %false otherwise.
2237  */
2238 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2239 {
2240         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2241         struct oom_wait_info owait;
2242         bool locked;
2243
2244         /* OOM is global, do not handle */
2245         if (!memcg)
2246                 return false;
2247
2248         if (!handle)
2249                 goto cleanup;
2250
2251         owait.memcg = memcg;
2252         owait.wait.flags = 0;
2253         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2254         owait.wait.private = current;
2255         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2256
2257         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2258         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2259
2260         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2261
2262         if (locked)
2263                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2264
2265         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2266                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2267                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2268                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2269                                          current->memcg_oom.order);
2270         } else {
2271                 schedule();
2272                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2273                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2274         }
2275
2276         if (locked) {
2277                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2278                 /*
2279                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2280                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2281                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2282                  */
2283                 memcg_oom_recover(memcg);
2284         }
2285 cleanup:
2286         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2287         css_put(&memcg->css);
2288         return true;
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2293  * generalized to update other statistics as well.
2294  *
2295  * Notes: Race condition
2296  *
2297  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2298  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2299  * to do so _always_.
2300  *
2301  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2302  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2303  * are no race with "charge".
2304  *
2305  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2306  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2307  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2308  * by flags.
2309  *
2310  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2311  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2312  * If there is, we take a lock.
2313  */
2314
2315 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2316                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2317 {
2318         struct mem_cgroup *memcg;
2319         struct page_cgroup *pc;
2320
2321         pc = lookup_page_cgroup(page);
2322 again:
2323         memcg = pc->mem_cgroup;
2324         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2325                 return;
2326         /*
2327          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2328          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2329          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2330          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2331          */
2332         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2333                 return;
2334
2335         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2336         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2337                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2338                 goto again;
2339         }
2340         *locked = true;
2341 }
2342
2343 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2344 {
2345         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2346
2347         /*
2348          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2349          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2350          * should take move_lock_mem_cgroup().
2351          */
2352         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2353 }
2354
2355 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2356                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2357 {
2358         struct mem_cgroup *memcg;
2359         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2360         unsigned long uninitialized_var(flags);
2361
2362         if (mem_cgroup_disabled())
2363                 return;
2364
2365         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2366         memcg = pc->mem_cgroup;
2367         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2368                 return;
2369
2370         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2375  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2376  */
2377 #define CHARGE_BATCH    32U
2378 struct memcg_stock_pcp {
2379         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2380         unsigned int nr_pages;
2381         struct work_struct work;
2382         unsigned long flags;
2383 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2384 };
2385 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2386 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2387
2388 /**
2389  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2390  * @memcg: memcg to consume from.
2391  * @nr_pages: how many pages to charge.
2392  *
2393  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2394  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2395  * service an allocation will refill the stock.
2396  *
2397  * returns true if successful, false otherwise.
2398  */
2399 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2400 {
2401         struct memcg_stock_pcp *stock;
2402         bool ret = true;
2403
2404         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2405                 return false;
2406
2407         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2408         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2409                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2410         else /* need to call res_counter_charge */
2411                 ret = false;
2412         put_cpu_var(memcg_stock);
2413         return ret;
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2418  */
2419 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2420 {
2421         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2422
2423         if (stock->nr_pages) {
2424                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2425
2426                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2427                 if (do_swap_account)
2428                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2429                 stock->nr_pages = 0;
2430         }
2431         stock->cached = NULL;
2432 }
2433
2434 /*
2435  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2436  * a thread which is pinned to local cpu.
2437  */
2438 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2439 {
2440         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2441         drain_stock(stock);
2442         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2443 }
2444
2445 static void __init memcg_stock_init(void)
2446 {
2447         int cpu;
2448
2449         for_each_possible_cpu(cpu) {
2450                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2451                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2452                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2453         }
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2458  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2459  */
2460 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2461 {
2462         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2463
2464         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2465                 drain_stock(stock);
2466                 stock->cached = memcg;
2467         }
2468         stock->nr_pages += nr_pages;
2469         put_cpu_var(memcg_stock);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2474  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2475  * until the work is done.
2476  */
2477 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2478 {
2479         int cpu, curcpu;
2480
2481         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2482         get_online_cpus();
2483         curcpu = get_cpu();
2484         for_each_online_cpu(cpu) {
2485                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2486                 struct mem_cgroup *memcg;
2487
2488                 memcg = stock->cached;
2489                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2490                         continue;
2491                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2492                         continue;
2493                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2494                         if (cpu == curcpu)
2495                                 drain_local_stock(&stock->work);
2496                         else
2497                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2498                 }
2499         }
2500         put_cpu();
2501
2502         if (!sync)
2503                 goto out;
2504
2505         for_each_online_cpu(cpu) {
2506                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2507                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2508                         flush_work(&stock->work);
2509         }
2510 out:
2511         put_online_cpus();
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2516  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2517  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2518  * it.
2519  */
2520 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2521 {
2522         /*
2523          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2524          */
2525         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2526                 return;
2527         drain_all_stock(root_memcg, false);
2528         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2529 }
2530
2531 /* This is a synchronous drain interface. */
2532 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2533 {
2534         /* called when force_empty is called */
2535         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2536         drain_all_stock(root_memcg, true);
2537         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2542  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2543  */
2544 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2545 {
2546         int i;
2547
2548         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2549         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2550                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2551
2552                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2553                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2554         }
2555         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2556                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2557
2558                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2559                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2560         }
2561         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2562 }
2563
2564 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2565                                         unsigned long action,
2566                                         void *hcpu)
2567 {
2568         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2569         struct memcg_stock_pcp *stock;
2570         struct mem_cgroup *iter;
2571
2572         if (action == CPU_ONLINE)
2573                 return NOTIFY_OK;
2574
2575         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2576                 return NOTIFY_OK;
2577
2578         for_each_mem_cgroup(iter)
2579                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2580
2581         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2582         drain_stock(stock);
2583         return NOTIFY_OK;
2584 }
2585
2586
2587 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2588 enum {
2589         CHARGE_OK,              /* success */
2590         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2591         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2592         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2593 };
2594
2595 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2596                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2597                                 bool invoke_oom)
2598 {
2599         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2600         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2601         struct res_counter *fail_res;
2602         unsigned long flags = 0;
2603         int ret;
2604
2605         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2606
2607         if (likely(!ret)) {
2608                 if (!do_swap_account)
2609                         return CHARGE_OK;
2610                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2611                 if (likely(!ret))
2612                         return CHARGE_OK;
2613
2614                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2615                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2616                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2617         } else
2618                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2619         /*
2620          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2621          * single page instead.
2622          */
2623         if (nr_pages > min_pages)
2624                 return CHARGE_RETRY;
2625
2626         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2627                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2628
2629         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2630                 return CHARGE_NOMEM;
2631
2632         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2633         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2634                 return CHARGE_RETRY;
2635         /*
2636          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2637          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2638          * before killing the task.
2639          *
2640          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2641          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2642          * to regular pages anyway in case of failure.
2643          */
2644         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2645                 return CHARGE_RETRY;
2646
2647         /*
2648          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2649          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2650          */
2651         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2652                 return CHARGE_RETRY;
2653
2654         if (invoke_oom)
2655                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2656
2657         return CHARGE_NOMEM;
2658 }
2659
2660 /**
2661  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2662  * @memcg: memcg to charge
2663  * @nr_pages: number of pages to charge
2664  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2665  *
2666  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2667  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2668  */
2669 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2670                                  gfp_t gfp_mask,
2671                                  unsigned int nr_pages,
2672                                  bool oom)
2673 {
2674         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2675         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2676         int ret;
2677
2678         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2679                 goto done;
2680         /*
2681          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2682          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2683          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2684          * free their memory.
2685          */
2686         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2687                      fatal_signal_pending(current) ||
2688                      current->flags & PF_EXITING))
2689                 goto bypass;
2690
2691         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2692                 goto nomem;
2693
2694         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2695                 oom = false;
2696 again:
2697         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2698                 goto done;
2699
2700         do {
2701                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2702
2703                 /* If killed, bypass charge */
2704                 if (fatal_signal_pending(current))
2705                         goto bypass;
2706
2707                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2708                                            nr_pages, invoke_oom);
2709                 switch (ret) {
2710                 case CHARGE_OK:
2711                         break;
2712                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2713                         batch = nr_pages;
2714                         goto again;
2715                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2716                         goto nomem;
2717                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2718                         if (!oom || invoke_oom)
2719                                 goto nomem;
2720                         nr_oom_retries--;
2721                         break;
2722                 }
2723         } while (ret != CHARGE_OK);
2724
2725         if (batch > nr_pages)
2726                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2727 done:
2728         return 0;
2729 nomem:
2730         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2731                 return -ENOMEM;
2732 bypass:
2733         return -EINTR;
2734 }
2735
2736 /**
2737  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2738  * @mm: mm_struct to charge
2739  * @nr_pages: number of pages to charge
2740  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2741  *
2742  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2743  * NULL the charge failed.
2744  */
2745 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2746                                  gfp_t gfp_mask,
2747                                  unsigned int nr_pages,
2748                                  bool oom)
2749
2750 {
2751         struct mem_cgroup *memcg;
2752         int ret;
2753
2754         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2755         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2756         css_put(&memcg->css);
2757         if (ret == -EINTR)
2758                 memcg = root_mem_cgroup;
2759         else if (ret)
2760                 memcg = NULL;
2761
2762         return memcg;
2763 }
2764
2765 /*
2766  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2767  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2768  * gotten by try_charge().
2769  */
2770 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2771                                        unsigned int nr_pages)
2772 {
2773         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2774                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2775
2776                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2777                 if (do_swap_account)
2778                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2779         }
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2784  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2785  */
2786 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2787                                         unsigned int nr_pages)
2788 {
2789         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2790
2791         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2792                 return;
2793
2794         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2795         if (do_swap_account)
2796                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2797                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2802  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2803  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2804  * called against removed memcg.)
2805  */
2806 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2807 {
2808         /* ID 0 is unused ID */
2809         if (!id)
2810                 return NULL;
2811         return mem_cgroup_from_id(id);
2812 }
2813
2814 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2815 {
2816         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2817         struct page_cgroup *pc;
2818         unsigned short id;
2819         swp_entry_t ent;
2820
2821         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2822
2823         pc = lookup_page_cgroup(page);
2824         lock_page_cgroup(pc);
2825         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2826                 memcg = pc->mem_cgroup;
2827                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2828                         memcg = NULL;
2829         } else if (PageSwapCache(page)) {
2830                 ent.val = page_private(page);
2831                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2832                 rcu_read_lock();
2833                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2834                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2835                         memcg = NULL;
2836                 rcu_read_unlock();
2837         }
2838         unlock_page_cgroup(pc);
2839         return memcg;
2840 }
2841
2842 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2843                                        struct page *page,
2844                                        unsigned int nr_pages,
2845                                        enum charge_type ctype,
2846                                        bool lrucare)
2847 {
2848         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2849         struct zone *uninitialized_var(zone);
2850         struct lruvec *lruvec;
2851         bool was_on_lru = false;
2852         bool anon;
2853
2854         lock_page_cgroup(pc);
2855         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2856         /*
2857          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2858          * accessed by any other context at this point.
2859          */
2860
2861         /*
2862          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2863          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2864          */
2865         if (lrucare) {
2866                 zone = page_zone(page);
2867                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2868                 if (PageLRU(page)) {
2869                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2870                         ClearPageLRU(page);
2871                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2872                         was_on_lru = true;
2873                 }
2874         }
2875
2876         pc->mem_cgroup = memcg;
2877         /*
2878          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2879          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2880          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2881          * before USED bit, we need memory barrier here.
2882          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2883          */
2884         smp_wmb();
2885         SetPageCgroupUsed(pc);
2886
2887         if (lrucare) {
2888                 if (was_on_lru) {
2889                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2890                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2891                         SetPageLRU(page);
2892                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2893                 }
2894                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2895         }
2896
2897         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2898                 anon = true;
2899         else
2900                 anon = false;
2901
2902         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2903         unlock_page_cgroup(pc);
2904
2905         /*
2906          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2907          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2908          * if they exceeds softlimit.
2909          */
2910         memcg_check_events(memcg, page);
2911 }
2912
2913 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2914
2915 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2916 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2917
2918 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2921                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2926  * in the memcg_cache_params struct.
2927  */
2928 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2929 {
2930         struct kmem_cache *cachep;
2931
2932         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2933         cachep = p->root_cache;
2934         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2935 }
2936
2937 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2938 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2939 {
2940         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2941         struct memcg_cache_params *params;
2942
2943         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2944                 return -EIO;
2945
2946         print_slabinfo_header(m);
2947
2948         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2949         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2950                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2951         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2952
2953         return 0;
2954 }
2955 #endif
2956
2957 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2958 {
2959         struct res_counter *fail_res;
2960         int ret = 0;
2961
2962         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2963         if (ret)
2964                 return ret;
2965
2966         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2967                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2968         if (ret == -EINTR)  {
2969                 /*
2970                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2971                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2972                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2973                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2974                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2975                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2976                  * our minds.
2977                  *
2978                  * This condition will only trigger if the task entered
2979                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2980                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2981                  * dying when the allocation triggers should have been already
2982                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2983                  */
2984                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2985                 if (do_swap_account)
2986                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2987                                                   &fail_res);
2988                 ret = 0;
2989         } else if (ret)
2990                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2991
2992         return ret;
2993 }
2994
2995 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2996 {
2997         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2998         if (do_swap_account)
2999                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3000
3001         /* Not down to 0 */
3002         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3003                 return;
3004
3005         /*
3006          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3007          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3008          * outliving the memcg existence.
3009          *
3010          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3011          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3012          */
3013         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3014                 css_put(&memcg->css);
3015 }
3016
3017 /*
3018  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3019  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3020  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3021  */
3022 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3023 {
3024         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3025 }
3026
3027 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3028 {
3029         ssize_t size;
3030         if (num_groups <= 0)
3031                 return 0;
3032
3033         size = 2 * num_groups;
3034         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3035                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3036         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3037                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3038
3039         return size;
3040 }
3041
3042 /*
3043  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3044  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3045  * calling this.
3046  */
3047 void memcg_update_array_size(int num)
3048 {
3049         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3050                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3051 }
3052
3053 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3054
3055 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3056 {
3057         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3058
3059         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3060
3061         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3062                 int i;
3063                 struct memcg_cache_params *new_params;
3064                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3065
3066                 size *= sizeof(void *);
3067                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3068
3069                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3070                 if (!new_params)
3071                         return -ENOMEM;
3072
3073                 new_params->is_root_cache = true;
3074
3075                 /*
3076                  * There is the chance it will be bigger than
3077                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3078                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3079                  * have a bigger array.
3080                  *
3081                  * But if that is the case, the data after
3082                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3083                  */
3084                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3085                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3086                                 continue;
3087                         new_params->memcg_caches[i] =
3088                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3089                 }
3090
3091                 /*
3092                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3093                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3094                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3095                  *
3096                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3097                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3098                  * anyway.
3099                  */
3100                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3101                 if (cur_params)
3102                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3103         }
3104         return 0;
3105 }
3106
3107 char *memcg_create_cache_name(struct mem_cgroup *memcg,
3108                               struct kmem_cache *root_cache)
3109 {
3110         static char *buf = NULL;
3111
3112         /*
3113          * We need a mutex here to protect the shared buffer. Since this is
3114          * expected to be called only on cache creation, we can employ the
3115          * slab_mutex for that purpose.
3116          */
3117         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3118
3119         if (!buf) {
3120                 buf = kmalloc(NAME_MAX + 1, GFP_KERNEL);
3121                 if (!buf)
3122                         return NULL;
3123         }
3124
3125         cgroup_name(memcg->css.cgroup, buf, NAME_MAX + 1);
3126         return kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", root_cache->name,
3127                          memcg_cache_id(memcg), buf);
3128 }
3129
3130 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3131                              struct kmem_cache *root_cache)
3132 {
3133         size_t size;
3134
3135         if (!memcg_kmem_enabled())
3136                 return 0;
3137
3138         if (!memcg) {
3139                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3140                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3141         } else
3142                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3143
3144         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3145         if (!s->memcg_params)
3146                 return -ENOMEM;
3147
3148         if (memcg) {
3149                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3150                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3151                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3152                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3153                 css_get(&memcg->css);
3154         } else
3155                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3156
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3161 {
3162         if (!s->memcg_params)
3163                 return;
3164         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3165                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3166         kfree(s->memcg_params);
3167 }
3168
3169 void memcg_register_cache(struct kmem_cache *s)
3170 {
3171         struct kmem_cache *root;
3172         struct mem_cgroup *memcg;
3173         int id;
3174
3175         if (is_root_cache(s))
3176                 return;
3177
3178         /*
3179          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3180          * array while we are modifying it.
3181          */
3182         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3183
3184         root = s->memcg_params->root_cache;
3185         memcg = s->memcg_params->memcg;
3186         id = memcg_cache_id(memcg);
3187
3188         /*
3189          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3190          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3191          * initialized.
3192          */
3193         smp_wmb();
3194
3195         /*
3196          * Initialize the pointer to this cache in its parent's memcg_params
3197          * before adding it to the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3198          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3199          */
3200         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3201         root->memcg_params->memcg_caches[id] = s;
3202
3203         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3204         list_add(&s->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3205         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3206 }
3207
3208 void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *s)
3209 {
3210         struct kmem_cache *root;
3211         struct mem_cgroup *memcg;
3212         int id;
3213
3214         if (is_root_cache(s))
3215                 return;
3216
3217         /*
3218          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3219          * array while we are modifying it.
3220          */
3221         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3222
3223         root = s->memcg_params->root_cache;
3224         memcg = s->memcg_params->memcg;
3225         id = memcg_cache_id(memcg);
3226
3227         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3228         list_del(&s->memcg_params->list);
3229         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3230
3231         /*
3232          * Clear the pointer to this cache in its parent's memcg_params only
3233          * after removing it from the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3234          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3235          */
3236         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id] != s);
3237         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3242  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3243  * enqueing new caches to be created.
3244  *
3245  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3246  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3247  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3248  * objects during debug.
3249  *
3250  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3251  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3252  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3253  * cache again, failing at the same point.
3254  *
3255  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3256  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3257  * inside the following two functions.
3258  */
3259 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3260 {
3261         VM_BUG_ON(!current->mm);
3262         current->memcg_kmem_skip_account++;
3263 }
3264
3265 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3266 {
3267         VM_BUG_ON(!current->mm);
3268         current->memcg_kmem_skip_account--;
3269 }
3270
3271 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3272 {
3273         struct kmem_cache *cachep;
3274         struct memcg_cache_params *p;
3275
3276         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3277
3278         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3279
3280         kmem_cache_shrink(cachep);
3281         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3282                 kmem_cache_destroy(cachep);
3283 }
3284
3285 int __kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3286 {
3287         struct kmem_cache *c;
3288         int i, failed = 0;
3289
3290         /*
3291          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3292          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3293          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3294          *
3295          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3296          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3297          * we'll take the activate_kmem_mutex to protect ourselves against
3298          * this.
3299          */
3300         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3301         for_each_memcg_cache_index(i) {
3302                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3303                 if (!c)
3304                         continue;
3305
3306                 /*
3307                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3308                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3309                  * proceed with destruction ourselves.
3310                  */
3311                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3312                 kmem_cache_destroy(c);
3313
3314                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3315                         failed++;
3316         }
3317         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3318         return failed;
3319 }
3320
3321 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3322 {
3323         struct kmem_cache *cachep;
3324         struct memcg_cache_params *params;
3325
3326         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3327                 return;
3328
3329         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3330         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3331                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3332                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3333         }
3334         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3335 }
3336
3337 struct create_work {
3338         struct mem_cgroup *memcg;
3339         struct kmem_cache *cachep;
3340         struct work_struct work;
3341 };
3342
3343 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3344 {
3345         struct create_work *cw = container_of(w, struct create_work, work);
3346         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3347         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3348
3349         kmem_cache_create_memcg(memcg, cachep);
3350         css_put(&memcg->css);
3351         kfree(cw);
3352 }
3353
3354 /*
3355  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3356  */
3357 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3358                                          struct kmem_cache *cachep)
3359 {
3360         struct create_work *cw;
3361
3362         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3363         if (cw == NULL) {
3364                 css_put(&memcg->css);
3365                 return;
3366         }
3367
3368         cw->memcg = memcg;
3369         cw->cachep = cachep;
3370
3371         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3372         schedule_work(&cw->work);
3373 }
3374
3375 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3376                                        struct kmem_cache *cachep)
3377 {
3378         /*
3379          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3380          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3381          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3382          *
3383          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3384          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3385          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3386          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3387          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3388          */
3389         memcg_stop_kmem_account();
3390         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3391         memcg_resume_kmem_account();
3392 }
3393
3394 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3395 {
3396         int res;
3397
3398         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3399                                 PAGE_SIZE << order);
3400         if (!res)
3401                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3402         return res;
3403 }
3404
3405 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3406 {
3407         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3408         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3409 }
3410
3411 /*
3412  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3413  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3414  *
3415  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3416  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3417  * in a workqueue.
3418  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3419  * the original cache.
3420  *
3421  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3422  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3423  */
3424 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3425                                           gfp_t gfp)
3426 {
3427         struct mem_cgroup *memcg;
3428         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3429
3430         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3431         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3432
3433         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3434                 return cachep;
3435
3436         rcu_read_lock();
3437         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3438
3439         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3440                 goto out;
3441
3442         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3443         if (likely(memcg_cachep)) {
3444                 cachep = memcg_cachep;
3445                 goto out;
3446         }
3447
3448         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3449         if (!css_tryget(&memcg->css))
3450                 goto out;
3451         rcu_read_unlock();
3452
3453         /*
3454          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3455          * context), we could be be predictable and return right away.
3456          * This would guarantee that the allocation being performed
3457          * already belongs in the new cache.
3458          *
3459          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3460          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3461          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3462          * with the slab_mutex held.
3463          *
3464          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3465          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3466          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3467          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3468          * better to defer everything.
3469          */
3470         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3471         return cachep;
3472 out:
3473         rcu_read_unlock();
3474         return cachep;
3475 }
3476
3477 /*
3478  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3479  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3480  * need a further commit step to do the final arrangements.
3481  *
3482  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3483  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3484  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3485  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3486  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3487  * the compiled-out case as well.
3488  *
3489  * Returning true means the allocation is possible.
3490  */
3491 bool
3492 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3493 {
3494         struct mem_cgroup *memcg;
3495         int ret;
3496
3497         *_memcg = NULL;
3498
3499         /*
3500          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3501          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3502          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3503          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3504          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3505          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3506          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3507          * altogether.
3508          *
3509          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3510          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3511          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3512          * the SLUB allocator:
3513          *
3514          *      memcg_stop_kmem_account();
3515          *      kmalloc(<large_number>)
3516          *      memcg_resume_kmem_account();
3517          *
3518          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3519          * since it will drive us directly to this function without passing
3520          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3521          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3522          * cache arrays. We bring this test here.
3523          */
3524         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3525                 return true;
3526
3527         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3528
3529         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3530                 css_put(&memcg->css);
3531                 return true;
3532         }
3533
3534         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3535         if (!ret)
3536                 *_memcg = memcg;
3537
3538         css_put(&memcg->css);
3539         return (ret == 0);
3540 }
3541
3542 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3543                               int order)
3544 {
3545         struct page_cgroup *pc;
3546
3547         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3548
3549         /* The page allocation failed. Revert */
3550         if (!page) {
3551                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3552                 return;
3553         }
3554
3555         pc = lookup_page_cgroup(page);
3556         lock_page_cgroup(pc);
3557         pc->mem_cgroup = memcg;
3558         SetPageCgroupUsed(pc);
3559         unlock_page_cgroup(pc);
3560 }
3561
3562 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3563 {
3564         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3565         struct page_cgroup *pc;
3566
3567
3568         pc = lookup_page_cgroup(page);
3569         /*
3570          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3571          * check again after locking.
3572          */
3573         if (!PageCgroupUsed(pc))
3574                 return;
3575
3576         lock_page_cgroup(pc);
3577         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3578                 memcg = pc->mem_cgroup;
3579                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3580         }
3581         unlock_page_cgroup(pc);
3582
3583         /*
3584          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3585          * is a valid allocation
3586          */
3587         if (!memcg)
3588                 return;
3589
3590         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3591         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3592 }
3593 #else
3594 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3595 {
3596 }
3597 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3598
3599 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3600
3601 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3602 /*
3603  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3604  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3605  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3606  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3607  */
3608 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3609 {
3610         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3611         struct page_cgroup *pc;
3612         struct mem_cgroup *memcg;
3613         int i;
3614
3615         if (mem_cgroup_disabled())
3616                 return;
3617
3618         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3619         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3620                 pc = head_pc + i;
3621                 pc->mem_cgroup = memcg;
3622                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3623                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3624         }
3625         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3626                        HPAGE_PMD_NR);
3627 }
3628 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3629
3630 /**
3631  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3632  * @page: the page
3633  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3634  * @pc: page_cgroup of the page.
3635  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3636  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3637  *
3638  * The caller must confirm following.
3639  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3640  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3641  *
3642  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3643  * from old cgroup.
3644  */
3645 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3646                                    unsigned int nr_pages,
3647                                    struct page_cgroup *pc,
3648                                    struct mem_cgroup *from,
3649                                    struct mem_cgroup *to)
3650 {
3651         unsigned long flags;
3652         int ret;
3653         bool anon = PageAnon(page);
3654
3655         VM_BUG_ON(from == to);
3656         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3657         /*
3658          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3659          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3660          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3661          * hold it.
3662          */
3663         ret = -EBUSY;
3664         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3665                 goto out;
3666
3667         lock_page_cgroup(pc);
3668
3669         ret = -EINVAL;
3670         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3671                 goto unlock;
3672
3673         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3674
3675         if (!anon && page_mapped(page)) {
3676                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3677                                nr_pages);
3678                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3679                                nr_pages);
3680         }
3681
3682         if (PageWriteback(page)) {
3683                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3684                                nr_pages);
3685                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3686                                nr_pages);
3687         }
3688
3689         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3690
3691         /* caller should have done css_get */
3692         pc->mem_cgroup = to;
3693         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3694         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3695         ret = 0;
3696 unlock:
3697         unlock_page_cgroup(pc);
3698         /*
3699          * check events
3700          */
3701         memcg_check_events(to, page);
3702         memcg_check_events(from, page);
3703 out:
3704         return ret;
3705 }
3706
3707 /**
3708  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3709  * @page: the page to move
3710  * @pc: page_cgroup of the page
3711  * @child: page's cgroup
3712  *
3713  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3714  * parent (aka use_hierarchy==0).
3715  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3716  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3717  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3718  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3719  * on the next attempt and the call should be retried later.
3720  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3721  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3722  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3723  * LRU or vanish.
3724  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3725  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3726  * disappear in the next attempt.
3727  */
3728 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3729                                   struct page_cgroup *pc,
3730                                   struct mem_cgroup *child)
3731 {
3732         struct mem_cgroup *parent;
3733         unsigned int nr_pages;
3734         unsigned long uninitialized_var(flags);
3735         int ret;
3736
3737         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3738
3739         ret = -EBUSY;
3740         if (!get_page_unless_zero(page))
3741                 goto out;
3742         if (isolate_lru_page(page))
3743                 goto put;
3744
3745         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3746
3747         parent = parent_mem_cgroup(child);
3748         /*
3749          * If no parent, move charges to root cgroup.
3750          */
3751         if (!parent)
3752                 parent = root_mem_cgroup;
3753
3754         if (nr_pages > 1) {
3755                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3756                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3757         }
3758
3759         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3760                                 pc, child, parent);
3761         if (!ret)
3762                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3763
3764         if (nr_pages > 1)
3765                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3766         putback_lru_page(page);
3767 put:
3768         put_page(page);
3769 out:
3770         return ret;
3771 }
3772
3773 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3774                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3775 {
3776         unsigned int nr_pages = 1;
3777         struct mem_cgroup *memcg;
3778         bool oom = true;
3779
3780         if (mem_cgroup_disabled())
3781                 return 0;
3782
3783         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3784         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3785         VM_BUG_ON(!mm);
3786
3787         if (PageTransHuge(page)) {
3788                 nr_pages <<= compound_order(page);
3789                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3790                 /*
3791                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3792                  * fault handler will fall back to regular pages.
3793                  */
3794                 oom = false;
3795         }
3796
3797         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3798         if (!memcg)
3799                 return -ENOMEM;
3800         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3801                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3802         return 0;
3803 }
3804
3805 /*
3806  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3807  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3808  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3809  * "commit()" or removed by "cancel()"
3810  */
3811 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3812                                           struct page *page,
3813                                           gfp_t mask,
3814                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3815 {
3816         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3817         struct page_cgroup *pc;
3818         int ret;
3819
3820         pc = lookup_page_cgroup(page);
3821         /*
3822          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3823          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3824          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3825          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3826          * in turn serializes uncharging.
3827          */
3828         if (PageCgroupUsed(pc))
3829                 goto out;
3830         if (do_swap_account)
3831                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3832         if (!memcg)
3833                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3834         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3835         css_put(&memcg->css);
3836         if (ret == -EINTR)
3837                 memcg = root_mem_cgroup;
3838         else if (ret)
3839                 return ret;
3840 out:
3841         *memcgp = memcg;
3842         return 0;
3843 }
3844
3845 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3846                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3847 {
3848         if (mem_cgroup_disabled()) {
3849                 *memcgp = NULL;
3850                 return 0;
3851         }
3852         /*
3853          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3854          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3855          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3856          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3857          */
3858         if (!PageSwapCache(page)) {
3859                 struct mem_cgroup *memcg;
3860
3861                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3862                 if (!memcg)
3863                         return -ENOMEM;
3864                 *memcgp = memcg;
3865                 return 0;
3866         }
3867         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3868 }
3869
3870 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3871 {
3872         if (mem_cgroup_disabled())
3873                 return;
3874         if (!memcg)
3875                 return;
3876         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3877 }
3878
3879 static void
3880 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3881                                         enum charge_type ctype)
3882 {
3883         if (mem_cgroup_disabled())
3884                 return;
3885         if (!memcg)
3886                 return;
3887
3888         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3889         /*
3890          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3891          * counted both as mem and swap....double count.
3892          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3893          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3894          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3895          */
3896         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3897                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3898                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3899         }
3900 }
3901
3902 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3903                                      struct mem_cgroup *memcg)
3904 {
3905         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3906                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3907 }
3908
3909 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3910                                 gfp_t gfp_mask)
3911 {
3912         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3913         struct mem_cgroup *memcg;
3914         int ret;
3915
3916         if (mem_cgroup_disabled())
3917                 return 0;
3918         if (PageCompound(page))
3919                 return 0;
3920
3921         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3922                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3923                                                      gfp_mask, &memcg);
3924                 if (ret)
3925                         return ret;
3926                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3927                 return 0;
3928         }
3929
3930         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3931         if (!memcg)
3932                 return -ENOMEM;
3933         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3934         return 0;
3935 }
3936
3937 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3938                                    unsigned int nr_pages,
3939                                    const enum charge_type ctype)
3940 {
3941         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3942         bool uncharge_memsw = true;
3943
3944         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3945         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3946                 uncharge_memsw = false;
3947
3948         batch = &current->memcg_batch;
3949         /*
3950          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3951          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3952          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3953          */
3954         if (!batch->memcg)
3955                 batch->memcg = memcg;
3956         /*
3957          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3958          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3959          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3960          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3961          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3962          */
3963
3964         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3965                 goto direct_uncharge;
3966
3967         if (nr_pages > 1)
3968                 goto direct_uncharge;
3969
3970         /*
3971          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3972          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3973          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3974          */
3975         if (batch->memcg != memcg)
3976                 goto direct_uncharge;
3977         /* remember freed charge and uncharge it later */
3978         batch->nr_pages++;
3979         if (uncharge_memsw)
3980                 batch->memsw_nr_pages++;
3981         return;
3982 direct_uncharge:
3983         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3984         if (uncharge_memsw)
3985                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3986         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3987                 memcg_oom_recover(memcg);
3988 }
3989
3990 /*
3991  * uncharge if !page_mapped(page)
3992  */
3993 static struct mem_cgroup *
3994 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3995                              bool end_migration)
3996 {
3997         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3998         unsigned int nr_pages = 1;
3999         struct page_cgroup *pc;
4000         bool anon;
4001
4002         if (mem_cgroup_disabled())
4003                 return NULL;
4004
4005         if (PageTransHuge(page)) {
4006                 nr_pages <<= compound_order(page);
4007                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
4008         }
4009         /*
4010          * Check if our page_cgroup is valid
4011          */
4012         pc = lookup_page_cgroup(page);
4013         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4014                 return NULL;
4015
4016         lock_page_cgroup(pc);
4017
4018         memcg = pc->mem_cgroup;
4019
4020         if (!PageCgroupUsed(pc))
4021                 goto unlock_out;
4022
4023         anon = PageAnon(page);
4024
4025         switch (ctype) {
4026         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4027                 /*
4028                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4029                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4030                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4031                  */
4032                 anon = true;
4033                 /* fallthrough */
4034         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4035                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4036                 if (page_mapped(page))
4037                         goto unlock_out;
4038                 /*
4039                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4040                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4041                  * unused post-migration page and so it has to call
4042                  * here with the migration bit still set.  See the
4043                  * res_counter handling below.
4044                  */
4045                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4046                         goto unlock_out;
4047                 break;
4048         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4049                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4050                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4051                                 goto unlock_out;
4052                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4053                                 goto unlock_out;
4054                 break;
4055         default:
4056                 break;
4057         }
4058
4059         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4060
4061         ClearPageCgroupUsed(pc);
4062         /*
4063          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4064          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4065          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4066          * special functions.
4067          */
4068
4069         unlock_page_cgroup(pc);
4070         /*
4071          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4072          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4073          */
4074         memcg_check_events(memcg, page);
4075         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4076                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4077                 css_get(&memcg->css);
4078         }
4079         /*
4080          * Migration does not charge the res_counter for the
4081          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4082          * page that is unused after the migration.
4083          */
4084         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4085                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4086
4087         return memcg;
4088
4089 unlock_out:
4090         unlock_page_cgroup(pc);
4091         return NULL;
4092 }
4093
4094 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4095 {
4096         /* early check. */
4097         if (page_mapped(page))
4098                 return;
4099         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4100         /*
4101          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4102          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4103          * and handles memcg lifetime.
4104          *
4105          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4106          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4107          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4108          * 0, there won't be any page table references to the swap
4109          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4110          * page to disk.
4111          */
4112         if (PageSwapCache(page))
4113                 return;
4114         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4115 }
4116
4117 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4118 {
4119         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4120         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4121         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4122 }
4123
4124 /*
4125  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4126  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4127  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4128  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4129  * This may be called prural(2) times in a context,
4130  */
4131
4132 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4133 {
4134         current->memcg_batch.do_batch++;
4135         /* We can do nest. */
4136         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4137                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4138                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4139                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4140         }
4141 }
4142
4143 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4144 {
4145         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4146
4147         if (!batch->do_batch)
4148                 return;
4149
4150         batch->do_batch--;
4151         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4152                 return;
4153
4154         if (!batch->memcg)
4155                 return;
4156         /*
4157          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4158          * bacause we hide charges behind us.
4159          */
4160         if (batch->nr_pages)
4161                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4162                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4163         if (batch->memsw_nr_pages)
4164                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4165                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4166         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4167         /* forget this pointer (for sanity check) */
4168         batch->memcg = NULL;
4169 }
4170
4171 #ifdef CONFIG_SWAP
4172 /*
4173  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4174  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4175  */
4176 void
4177 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4178 {
4179         struct mem_cgroup *memcg;
4180         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4181
4182         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4183                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4184
4185         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4186
4187         /*
4188          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4189          * css_get() was called in uncharge().
4190          */
4191         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4192                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4193 }
4194 #endif
4195
4196 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4197 /*
4198  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4199  * uncharge "memsw" account.
4200  */
4201 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4202 {
4203         struct mem_cgroup *memcg;
4204         unsigned short id;
4205
4206         if (!do_swap_account)
4207                 return;
4208
4209         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4210         rcu_read_lock();
4211         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4212         if (memcg) {
4213                 /*
4214                  * We uncharge this because swap is freed.
4215                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4216                  */
4217                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4218                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4219                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4220                 css_put(&memcg->css);
4221         }
4222         rcu_read_unlock();
4223 }
4224
4225 /**
4226  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4227  * @entry: swap entry to be moved
4228  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4229  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4230  *
4231  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4232  * as the mem_cgroup's id of @from.
4233  *
4234  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4235  *
4236  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4237  * both res and memsw, and called css_get().
4238  */
4239 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4240                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4241 {
4242         unsigned short old_id, new_id;
4243
4244         old_id = mem_cgroup_id(from);
4245         new_id = mem_cgroup_id(to);
4246
4247         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4248                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4249                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4250                 /*
4251                  * This function is only called from task migration context now.
4252                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4253                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4254                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4255                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4256                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4257                  *
4258                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4259                  * alive, so we can just call css_get().
4260                  */
4261                 css_get(&to->css);
4262                 return 0;
4263         }
4264         return -EINVAL;
4265 }
4266 #else
4267 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4268                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4269 {
4270         return -EINVAL;
4271 }
4272 #endif
4273
4274 /*
4275  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4276  * page belongs to.
4277  */
4278 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4279                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4280 {
4281         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4282         unsigned int nr_pages = 1;
4283         struct page_cgroup *pc;
4284         enum charge_type ctype;
4285
4286         *memcgp = NULL;
4287
4288         if (mem_cgroup_disabled())
4289                 return;
4290
4291         if (PageTransHuge(page))
4292                 nr_pages <<= compound_order(page);
4293
4294         pc = lookup_page_cgroup(page);
4295         lock_page_cgroup(pc);
4296         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4297                 memcg = pc->mem_cgroup;
4298                 css_get(&memcg->css);
4299                 /*
4300                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4301                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4302                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4303                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4304                  * until end_migration() is called
4305                  *
4306                  * Corner Case Thinking
4307                  * A)
4308                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4309                  * while migration was ongoing.
4310                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4311                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4312                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4313                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4314                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4315                  *
4316                  * B)
4317                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4318                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4319                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4320                  * without charging it again.
4321                  *
4322                  * C)
4323                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4324                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4325                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4326                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4327                  */
4328                 if (PageAnon(page))
4329                         SetPageCgroupMigration(pc);
4330         }
4331         unlock_page_cgroup(pc);
4332         /*
4333          * If the page is not charged at this point,
4334          * we return here.
4335          */
4336         if (!memcg)
4337                 return;
4338
4339         *memcgp = memcg;
4340         /*
4341          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4342          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4343          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4344          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4345          */
4346         if (PageAnon(page))
4347                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4348         else
4349                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4350         /*
4351          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4352          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4353          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4354          */
4355         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4356 }
4357
4358 /* remove redundant charge if migration failed*/
4359 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4360         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4361 {
4362         struct page *used, *unused;
4363         struct page_cgroup *pc;
4364         bool anon;
4365
4366         if (!memcg)
4367                 return;
4368
4369         if (!migration_ok) {
4370                 used = oldpage;
4371                 unused = newpage;
4372         } else {
4373                 used = newpage;
4374                 unused = oldpage;
4375         }
4376         anon = PageAnon(used);
4377         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4378                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4379                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4380                                      true);
4381         css_put(&memcg->css);
4382         /*
4383          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4384          * of the page goes down to zero, temporarly.
4385          * Clear the flag and check the page should be charged.
4386          */
4387         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4388         lock_page_cgroup(pc);
4389         ClearPageCgroupMigration(pc);
4390         unlock_page_cgroup(pc);
4391
4392         /*
4393          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4394          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4395          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4396          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4397          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4398          * check. (see prepare_charge() also)
4399          */
4400         if (anon)
4401                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4402 }
4403
4404 /*
4405  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4406  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4407  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4408  */
4409 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4410                                   struct page *newpage)
4411 {
4412         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4413         struct page_cgroup *pc;
4414         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4415
4416         if (mem_cgroup_disabled())
4417                 return;
4418
4419         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4420         /* fix accounting on old pages */
4421         lock_page_cgroup(pc);
4422         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4423                 memcg = pc->mem_cgroup;
4424                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4425                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4426         }
4427         unlock_page_cgroup(pc);
4428
4429         /*
4430          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4431          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4432          */
4433         if (!memcg)
4434                 return;
4435         /*
4436          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4437          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4438          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4439          */
4440         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4441 }
4442
4443 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4444 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4445 {
4446         struct page_cgroup *pc;
4447
4448         pc = lookup_page_cgroup(page);
4449         /*
4450          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4451          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4452          * or when mem_cgroup_disabled().
4453          */
4454         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4455                 return pc;
4456         return NULL;
4457 }
4458
4459 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4460 {
4461         if (mem_cgroup_disabled())
4462                 return false;
4463
4464         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4465 }
4466
4467 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4468 {
4469         struct page_cgroup *pc;
4470
4471         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4472         if (pc) {
4473                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4474                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4475         }
4476 }
4477 #endif
4478
4479 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4480                                 unsigned long long val)
4481 {
4482         int retry_count;
4483         u64 memswlimit, memlimit;
4484         int ret = 0;
4485         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4486         u64 curusage, oldusage;
4487         int enlarge;
4488
4489         /*
4490          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4491          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4492          * of # of children which we should visit in this loop.
4493          */
4494         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4495
4496         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4497
4498         enlarge = 0;
4499         while (retry_count) {
4500                 if (signal_pending(current)) {
4501                         ret = -EINTR;
4502                         break;
4503                 }
4504                 /*
4505                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4506                  * open coded manner. You see what this really does.
4507                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4508                  */
4509                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4510                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4511                 if (memswlimit < val) {
4512                         ret = -EINVAL;
4513                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4514                         break;
4515                 }
4516
4517                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4518                 if (memlimit < val)
4519                         enlarge = 1;
4520
4521                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4522                 if (!ret) {
4523                         if (memswlimit == val)
4524                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4525                         else
4526                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4527                 }
4528                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4529
4530                 if (!ret)
4531                         break;
4532
4533                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4534                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4535                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4536                 /* Usage is reduced ? */
4537                 if (curusage >= oldusage)
4538                         retry_count--;
4539                 else
4540                         oldusage = curusage;
4541         }
4542         if (!ret && enlarge)
4543                 memcg_oom_recover(memcg);
4544
4545         return ret;
4546 }
4547
4548 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4549                                         unsigned long long val)
4550 {
4551         int retry_count;
4552         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4553         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4554         int ret = -EBUSY;
4555         int enlarge = 0;
4556
4557         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4558         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4559         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4560         while (retry_count) {
4561                 if (signal_pending(current)) {
4562                         ret = -EINTR;
4563                         break;
4564                 }
4565                 /*
4566                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4567                  * open coded manner. You see what this really does.
4568                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4569                  */
4570                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4571                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4572                 if (memlimit > val) {
4573                         ret = -EINVAL;
4574                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4575                         break;
4576                 }
4577                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4578                 if (memswlimit < val)
4579                         enlarge = 1;
4580                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4581                 if (!ret) {
4582                         if (memlimit == val)
4583                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4584                         else
4585                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4586                 }
4587                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4588
4589                 if (!ret)
4590                         break;
4591
4592                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4593                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4594                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4595                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4596                 /* Usage is reduced ? */
4597                 if (curusage >= oldusage)
4598                         retry_count--;
4599                 else
4600                         oldusage = curusage;
4601         }
4602         if (!ret && enlarge)
4603                 memcg_oom_recover(memcg);
4604         return ret;
4605 }
4606
4607 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4608                                             gfp_t gfp_mask,
4609                                             unsigned long *total_scanned)
4610 {
4611         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4612         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4613         unsigned long reclaimed;
4614         int loop = 0;
4615         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4616         unsigned long long excess;
4617         unsigned long nr_scanned;
4618
4619         if (order > 0)
4620                 return 0;
4621
4622         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4623         /*
4624          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4625          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4626          * pressure
4627          */
4628         do {
4629                 if (next_mz)
4630                         mz = next_mz;
4631                 else
4632                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4633                 if (!mz)
4634                         break;
4635
4636                 nr_scanned = 0;
4637                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4638                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4639                 nr_reclaimed += reclaimed;
4640                 *total_scanned += nr_scanned;
4641                 spin_lock(&mctz->lock);
4642
4643                 /*
4644                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4645                  * it is time to move on to the next cgroup
4646                  */
4647                 next_mz = NULL;
4648                 if (!reclaimed) {
4649                         do {
4650                                 /*
4651                                  * Loop until we find yet another one.
4652                                  *
4653                                  * By the time we get the soft_limit lock
4654                                  * again, someone might have aded the
4655                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4656                                  * make sure we get a different mem.
4657                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4658                                  * NULL if no other cgroup is present on
4659                                  * the tree
4660                                  */
4661                                 next_mz =
4662                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4663                                 if (next_mz == mz)
4664                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4665                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4666                                         break;
4667                         } while (1);
4668                 }
4669                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4670                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4671                 /*
4672                  * One school of thought says that we should not add
4673                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4674                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4675                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4676                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4677                  * term TODO.
4678                  */
4679                 /* If excess == 0, no tree ops */
4680                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4681                 spin_unlock(&mctz->lock);
4682                 css_put(&mz->memcg->css);
4683                 loop++;
4684                 /*
4685                  * Could not reclaim anything and there are no more
4686                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4687                  * reclaiming anything.
4688                  */
4689                 if (!nr_reclaimed &&
4690                         (next_mz == NULL ||
4691                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4692                         break;
4693         } while (!nr_reclaimed);
4694         if (next_mz)
4695                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4696         return nr_reclaimed;
4697 }
4698
4699 /**
4700  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4701  * @memcg: group to clear
4702  * @node: NUMA node
4703  * @zid: zone id
4704  * @lru: lru to to clear
4705  *
4706  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4707  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4708  * group.
4709  */
4710 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4711                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4712 {
4713         struct lruvec *lruvec;
4714         unsigned long flags;
4715         struct list_head *list;
4716         struct page *busy;
4717         struct zone *zone;
4718
4719         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4720         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4721         list = &lruvec->lists[lru];
4722
4723         busy = NULL;
4724         do {
4725                 struct page_cgroup *pc;
4726                 struct page *page;
4727
4728                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4729                 if (list_empty(list)) {
4730                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4731                         break;
4732                 }
4733                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4734                 if (busy == page) {
4735                         list_move(&page->lru, list);
4736                         busy = NULL;
4737                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4738                         continue;
4739                 }
4740                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4741
4742                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4743
4744                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4745                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4746                         busy = page;
4747                         cond_resched();
4748                 } else
4749                         busy = NULL;
4750         } while (!list_empty(list));
4751 }
4752
4753 /*
4754  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4755  * all the charges and pages to the parent.
4756  * This enables deleting this mem_cgroup.
4757  *
4758  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4759  */
4760 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4761 {
4762         int node, zid;
4763         u64 usage;
4764
4765         do {
4766                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4767                 lru_add_drain_all();
4768                 drain_all_stock_sync(memcg);
4769                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4770                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4771                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4772                                 enum lru_list lru;
4773                                 for_each_lru(lru) {
4774                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4775                                                         node, zid, lru);
4776                                 }
4777                         }
4778                 }
4779                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4780                 memcg_oom_recover(memcg);
4781                 cond_resched();
4782
4783                 /*
4784                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4785                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4786                  * expect their value to drop to 0 here.
4787                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4788                  *
4789                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4790                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4791                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4792                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4793                  * charge before adding to the LRU.
4794                  */
4795                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4796                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4797         } while (usage > 0);
4798 }
4799
4800 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4801 {
4802         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4803         /*
4804          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4805          * of children, but it prevents a new child from being
4806          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4807          * enough to decide whether hierarchically inherited
4808          * attributes can still be changed or not.
4809          */
4810         return memcg->use_hierarchy &&
4811                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4812 }
4813
4814 /*
4815  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4816  * the rest to the parent.
4817  *
4818  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4819  */
4820 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4821 {
4822         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4823         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4824
4825         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4826         if (cgroup_has_tasks(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4827                 return -EBUSY;
4828
4829         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4830         lru_add_drain_all();
4831         /* try to free all pages in this cgroup */
4832         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4833                 int progress;
4834
4835                 if (signal_pending(current))
4836                         return -EINTR;
4837
4838                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4839                                                 false);
4840                 if (!progress) {
4841                         nr_retries--;
4842                         /* maybe some writeback is necessary */
4843                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4844                 }
4845
4846         }
4847         lru_add_drain();
4848         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4849
4850         return 0;
4851 }
4852
4853 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4854                                         unsigned int event)
4855 {
4856         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4857
4858         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4859                 return -EINVAL;
4860         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4861 }
4862
4863 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4864                                      struct cftype *cft)
4865 {
4866         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4867 }
4868
4869 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4870                                       struct cftype *cft, u64 val)
4871 {
4872         int retval = 0;
4873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4874         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4875
4876         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4877
4878         if (memcg->use_hierarchy == val)
4879                 goto out;
4880
4881         /*
4882          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4883          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4884          * occur, provided the current cgroup has no children.
4885          *
4886          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4887          * set if there are no children.
4888          */
4889         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4890                                 (val == 1 || val == 0)) {
4891                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
4892                         memcg->use_hierarchy = val;
4893                 else
4894                         retval = -EBUSY;
4895         } else
4896                 retval = -EINVAL;
4897
4898 out:
4899         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4900
4901         return retval;
4902 }
4903
4904
4905 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4906                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4907 {
4908         struct mem_cgroup *iter;
4909         long val = 0;
4910
4911         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4912         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4913                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4914
4915         if (val < 0) /* race ? */
4916                 val = 0;
4917         return val;
4918 }
4919
4920 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4921 {
4922         u64 val;
4923
4924         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4925                 if (!swap)
4926                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4927                 else
4928                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4929         }
4930
4931         /*
4932          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4933          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4934          */
4935         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4936         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4937
4938         if (swap)
4939                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4940
4941         return val << PAGE_SHIFT;
4942 }
4943
4944 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4945                                    struct cftype *cft)
4946 {
4947         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4948         u64 val;
4949         int name;
4950         enum res_type type;
4951
4952         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4953         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4954
4955         switch (type) {
4956         case _MEM:
4957                 if (name == RES_USAGE)
4958                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4959                 else
4960                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4961                 break;
4962         case _MEMSWAP:
4963                 if (name == RES_USAGE)
4964                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4965                 else
4966                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4967                 break;
4968         case _KMEM:
4969                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4970                 break;
4971         default:
4972                 BUG();
4973         }
4974
4975         return val;
4976 }
4977
4978 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4979 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4980 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4981                                  unsigned long long limit)
4982 {
4983         int err = 0;
4984         int memcg_id;
4985
4986         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4987                 return 0;
4988
4989         /*
4990          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4991          * cgroups so let's stop accounting here.
4992          */
4993         memcg_stop_kmem_account();
4994
4995         /*
4996          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4997          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4998          * already joined.
4999          *
5000          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5001          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5002          * place, which makes the value quite meaningless.
5003          *
5004          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5005          * of course permitted.
5006          */
5007         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5008         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
5009                 err = -EBUSY;
5010         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5011         if (err)
5012                 goto out;
5013
5014         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
5015                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
5016         if (memcg_id < 0) {
5017                 err = memcg_id;
5018                 goto out;
5019         }
5020
5021         /*
5022          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
5023          * memcg_params.
5024          */
5025         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
5026         if (err)
5027                 goto out_rmid;
5028
5029         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
5030         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
5031         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
5032
5033         /*
5034          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5035          * active bit set yet, so this should succeed.
5036          */
5037         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5038         VM_BUG_ON(err);
5039
5040         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5041         /*
5042          * Setting the active bit after enabling static branching will
5043          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5044          * patched.
5045          */
5046         memcg_kmem_set_active(memcg);
5047 out:
5048         memcg_resume_kmem_account();
5049         return err;
5050
5051 out_rmid:
5052         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5053         goto out;
5054 }
5055
5056 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5057                                unsigned long long limit)
5058 {
5059         int ret;
5060
5061         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5062         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5063         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5064         return ret;
5065 }
5066
5067 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5068                                    unsigned long long val)
5069 {
5070         int ret;
5071
5072         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5073                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5074         else
5075                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5076         return ret;
5077 }
5078
5079 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5080 {
5081         int ret = 0;
5082         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5083
5084         if (!parent)
5085                 return 0;
5086
5087         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5088         /*
5089          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5090          * after this point, because it has at least one child already.
5091          */
5092         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5093                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5094         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5095         return ret;
5096 }
5097 #else
5098 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5099                                    unsigned long long val)
5100 {
5101         return -EINVAL;
5102 }
5103 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5104
5105 /*
5106  * The user of this function is...
5107  * RES_LIMIT.
5108  */
5109 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5110                             char *buffer)
5111 {
5112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5113         enum res_type type;
5114         int name;
5115         unsigned long long val;
5116         int ret;
5117
5118         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5119         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5120
5121         switch (name) {
5122         case RES_LIMIT:
5123                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5124                         ret = -EINVAL;
5125                         break;
5126                 }
5127                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5128                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5129                 if (ret)
5130                         break;
5131                 if (type == _MEM)
5132                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5133                 else if (type == _MEMSWAP)
5134                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5135                 else if (type == _KMEM)
5136                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5137                 else
5138                         return -EINVAL;
5139                 break;
5140         case RES_SOFT_LIMIT:
5141                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5142                 if (ret)
5143                         break;
5144                 /*
5145                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5146                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5147                  * control without swap
5148                  */
5149                 if (type == _MEM)
5150                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5151                 else
5152                         ret = -EINVAL;
5153                 break;
5154         default:
5155                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5156                 break;
5157         }
5158         return ret;
5159 }
5160
5161 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5162                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5163 {
5164         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5165
5166         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5167         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5168         if (!memcg->use_hierarchy)
5169                 goto out;
5170
5171         while (css_parent(&memcg->css)) {
5172                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5173                 if (!memcg->use_hierarchy)
5174                         break;
5175                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5176                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5177                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5178                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5179         }
5180 out:
5181         *mem_limit = min_limit;
5182         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5183 }
5184
5185 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5186 {
5187         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5188         int name;
5189         enum res_type type;
5190
5191         type = MEMFILE_TYPE(event);
5192         name = MEMFILE_ATTR(event);
5193
5194         switch (name) {
5195         case RES_MAX_USAGE:
5196                 if (type == _MEM)
5197                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5198                 else if (type == _MEMSWAP)
5199                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5200                 else if (type == _KMEM)
5201                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5202                 else
5203                         return -EINVAL;
5204                 break;
5205         case RES_FAILCNT:
5206                 if (type == _MEM)
5207                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5208                 else if (type == _MEMSWAP)
5209                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5210                 else if (type == _KMEM)
5211                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5212                 else
5213                         return -EINVAL;
5214                 break;
5215         }
5216
5217         return 0;
5218 }
5219
5220 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5221                                         struct cftype *cft)
5222 {
5223         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5224 }
5225
5226 #ifdef CONFIG_MMU
5227 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5228                                         struct cftype *cft, u64 val)
5229 {
5230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5231
5232         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5233                 return -EINVAL;
5234
5235         /*
5236          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5237          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5238          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5239          * affect task migrations starting after the change.
5240          */
5241         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5242         return 0;
5243 }
5244 #else
5245 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5246                                         struct cftype *cft, u64 val)
5247 {
5248         return -ENOSYS;
5249 }
5250 #endif
5251
5252 #ifdef CONFIG_NUMA
5253 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5254 {
5255         struct numa_stat {
5256                 const char *name;
5257                 unsigned int lru_mask;
5258         };
5259
5260         static const struct numa_stat stats[] = {
5261                 { "total", LRU_ALL },
5262                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5263                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5264                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5265         };
5266         const struct numa_stat *stat;
5267         int nid;
5268         unsigned long nr;
5269         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5270
5271         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5272                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5273                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5274                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5275                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5276                                                           stat->lru_mask);
5277                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5278                 }
5279                 seq_putc(m, '\n');
5280         }
5281
5282         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5283                 struct mem_cgroup *iter;
5284
5285                 nr = 0;
5286                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5287                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5288                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5289                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5290                         nr = 0;
5291                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5292                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5293                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5294                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5295                 }
5296                 seq_putc(m, '\n');
5297         }
5298
5299         return 0;
5300 }
5301 #endif /* CONFIG_NUMA */
5302
5303 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5304 {
5305         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5306 }
5307
5308 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5309 {
5310         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5311         struct mem_cgroup *mi;
5312         unsigned int i;
5313
5314         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5315                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5316                         continue;
5317                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5318                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5319         }
5320
5321         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5322                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5323                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5324
5325         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5326                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5327                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5328
5329         /* Hierarchical information */
5330         {
5331                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5332                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5333                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5334                 if (do_swap_account)
5335                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5336                                    memsw_limit);
5337         }
5338
5339         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5340                 long long val = 0;
5341
5342                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5343                         continue;
5344                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5345                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5346                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5347         }
5348
5349         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5350                 unsigned long long val = 0;
5351
5352                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5353                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5354                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5355                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5356         }
5357
5358         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5359                 unsigned long long val = 0;
5360
5361                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5362                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5363                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5364         }
5365
5366 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5367         {
5368                 int nid, zid;
5369                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5370                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5371                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5372                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5373
5374                 for_each_online_node(nid)
5375                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5376                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5377                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5378
5379                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5380                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5381                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5382                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5383                         }
5384                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5385                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5386                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5387                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5388         }
5389 #endif
5390
5391         return 0;
5392 }
5393
5394 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5395                                       struct cftype *cft)
5396 {
5397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5398
5399         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5400 }
5401
5402 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5403                                        struct cftype *cft, u64 val)
5404 {
5405         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5406
5407         if (val > 100)
5408                 return -EINVAL;
5409
5410         if (css_parent(css))
5411                 memcg->swappiness = val;
5412         else
5413                 vm_swappiness = val;
5414
5415         return 0;
5416 }
5417
5418 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5419 {
5420         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5421         u64 usage;
5422         int i;
5423
5424         rcu_read_lock();
5425         if (!swap)
5426                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5427         else
5428                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5429
5430         if (!t)
5431                 goto unlock;
5432
5433         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5434
5435         /*
5436          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5437          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5438          * call of __mem_cgroup_threshold().
5439          */
5440         i = t->current_threshold;
5441
5442         /*
5443          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5444          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5445          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5446          * only one element of the array here.
5447          */
5448         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5449                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5450
5451         /* i = current_threshold + 1 */
5452         i++;
5453
5454         /*
5455          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5456          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5457          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5458          * only one element of the array here.
5459          */
5460         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5461                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5462
5463         /* Update current_threshold */
5464         t->current_threshold = i - 1;
5465 unlock:
5466         rcu_read_unlock();
5467 }
5468
5469 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5470 {
5471         while (memcg) {
5472                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5473                 if (do_swap_account)
5474                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5475
5476                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5477         }
5478 }
5479
5480 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5481 {
5482         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5483         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5484
5485         if (_a->threshold > _b->threshold)
5486                 return 1;
5487
5488         if (_a->threshold < _b->threshold)
5489                 return -1;
5490
5491         return 0;
5492 }
5493
5494 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5495 {
5496         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5497
5498         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5499                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5504 {
5505         struct mem_cgroup *iter;
5506
5507         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5508                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5509 }
5510
5511 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5512         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5513 {
5514         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5515         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5516         u64 threshold, usage;
5517         int i, size, ret;
5518
5519         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5520         if (ret)
5521                 return ret;
5522
5523         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5524
5525         if (type == _MEM)
5526                 thresholds = &memcg->thresholds;
5527         else if (type == _MEMSWAP)
5528                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5529         else
5530                 BUG();
5531
5532         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5533
5534         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5535         if (thresholds->primary)
5536                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5537
5538         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5539
5540         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5541         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5542                         GFP_KERNEL);
5543         if (!new) {
5544                 ret = -ENOMEM;
5545                 goto unlock;
5546         }
5547         new->size = size;
5548
5549         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5550         if (thresholds->primary) {
5551                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5552                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5553         }
5554
5555         /* Add new threshold */
5556         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5557         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5558
5559         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5560         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5561                         compare_thresholds, NULL);
5562
5563         /* Find current threshold */
5564         new->current_threshold = -1;
5565         for (i = 0; i < size; i++) {
5566                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5567                         /*
5568                          * new->current_threshold will not be used until
5569                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5570                          * it here.
5571                          */
5572                         ++new->current_threshold;
5573                 } else
5574                         break;
5575         }
5576
5577         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5578         kfree(thresholds->spare);
5579         thresholds->spare = thresholds->primary;
5580
5581         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5582
5583         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5584         synchronize_rcu();
5585
5586 unlock:
5587         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5588
5589         return ret;
5590 }
5591
5592 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5593         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5594 {
5595         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5596 }
5597
5598 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5599         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5600 {
5601         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5602 }
5603
5604 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5605         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5606 {
5607         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5608         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5609         u64 usage;
5610         int i, j, size;
5611
5612         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5613         if (type == _MEM)
5614                 thresholds = &memcg->thresholds;
5615         else if (type == _MEMSWAP)
5616                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5617         else
5618                 BUG();
5619
5620         if (!thresholds->primary)
5621                 goto unlock;
5622
5623         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5624
5625         /* Check if a threshold crossed before removing */
5626         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5627
5628         /* Calculate new number of threshold */
5629         size = 0;
5630         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5631                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5632                         size++;
5633         }
5634
5635         new = thresholds->spare;
5636
5637         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5638         if (!size) {
5639                 kfree(new);
5640                 new = NULL;
5641                 goto swap_buffers;
5642         }
5643
5644         new->size = size;
5645
5646         /* Copy thresholds and find current threshold */
5647         new->current_threshold = -1;
5648         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5649                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5650                         continue;
5651
5652                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5653                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5654                         /*
5655                          * new->current_threshold will not be used
5656                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5657                          * it here.
5658                          */
5659                         ++new->current_threshold;
5660                 }
5661                 j++;
5662         }
5663
5664 swap_buffers:
5665         /* Swap primary and spare array */
5666         thresholds->spare = thresholds->primary;
5667         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5668         if (!new) {
5669                 kfree(thresholds->spare);
5670                 thresholds->spare = NULL;
5671         }
5672
5673         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5674
5675         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5676         synchronize_rcu();
5677 unlock:
5678         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5679 }
5680
5681 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5682         struct eventfd_ctx *eventfd)
5683 {
5684         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5685 }
5686
5687 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5688         struct eventfd_ctx *eventfd)
5689 {
5690         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5691 }
5692
5693 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5694         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5695 {
5696         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5697
5698         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5699         if (!event)
5700                 return -ENOMEM;
5701
5702         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5703
5704         event->eventfd = eventfd;
5705         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5706
5707         /* already in OOM ? */
5708         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5709                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5710         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5711
5712         return 0;
5713 }
5714
5715 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5716         struct eventfd_ctx *eventfd)
5717 {
5718         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5719
5720         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5721
5722         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5723                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5724                         list_del(&ev->list);
5725                         kfree(ev);
5726                 }
5727         }
5728
5729         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5730 }
5731
5732 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5733 {
5734         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5735
5736         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5737         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5738         return 0;
5739 }
5740
5741 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5742         struct cftype *cft, u64 val)
5743 {
5744         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5745
5746         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5747         if (!css_parent(css) || !((val == 0) || (val == 1)))
5748                 return -EINVAL;
5749
5750         memcg->oom_kill_disable = val;
5751         if (!val)
5752                 memcg_oom_recover(memcg);
5753
5754         return 0;
5755 }
5756
5757 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5758 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5759 {
5760         int ret;
5761
5762         memcg->kmemcg_id = -1;
5763         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5764         if (ret)
5765                 return ret;
5766
5767         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5768 }
5769
5770 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5771 {
5772         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5773 }
5774
5775 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5776 {
5777         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5778                 return;
5779
5780         /*
5781          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5782          * pages, for instance, a page contain objects from various
5783          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5784          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5785          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5786          *
5787          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5788          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5789          * reference is taken here before the group is marked dead
5790          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5791          *
5792          * Although this might sound strange as this path is called from
5793          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5794          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5795          * we do not have other options because of the kmem allocations
5796          * lifetime.
5797          */
5798         css_get(&memcg->css);
5799
5800         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5801
5802         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5803                 return;
5804
5805         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5806                 css_put(&memcg->css);
5807 }
5808 #else
5809 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5810 {
5811         return 0;
5812 }
5813
5814 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5815 {
5816 }
5817
5818 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5819 {
5820 }
5821 #endif
5822
5823 /*
5824  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5825  *
5826  * "cgroup.event_control" implementation.
5827  *
5828  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5829  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5830  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5831  *
5832  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5833  * possible.
5834  */
5835
5836 /*
5837  * Unregister event and free resources.
5838  *
5839  * Gets called from workqueue.
5840  */
5841 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5842 {
5843         struct mem_cgroup_event *event =
5844                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5845         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5846
5847         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5848
5849         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5850
5851         /* Notify userspace the event is going away. */
5852         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5853
5854         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5855         kfree(event);
5856         css_put(&memcg->css);
5857 }
5858
5859 /*
5860  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5861  *
5862  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5863  */
5864 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5865                             int sync, void *key)
5866 {
5867         struct mem_cgroup_event *event =
5868                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5869         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5870         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5871
5872         if (flags & POLLHUP) {
5873                 /*
5874                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5875                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5876                  * for us.
5877                  *
5878                  * We can't race against event freeing since the other
5879                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5880                  * which we hold.
5881                  */
5882                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5883                 if (!list_empty(&event->list)) {
5884                         list_del_init(&event->list);
5885                         /*
5886                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5887                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5888                          */
5889                         schedule_work(&event->remove);
5890                 }
5891                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5892         }
5893
5894         return 0;
5895 }
5896
5897 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5898                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5899 {
5900         struct mem_cgroup_event *event =
5901                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5902
5903         event->wqh = wqh;
5904         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5905 }
5906
5907 /*
5908  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5909  *
5910  * Parse input and register new cgroup event handler.
5911  *
5912  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5913  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5914  */
5915 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
5916                                      struct cftype *cft, char *buffer)
5917 {
5918         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5919         struct mem_cgroup_event *event;
5920         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5921         unsigned int efd, cfd;
5922         struct fd efile;
5923         struct fd cfile;
5924         const char *name;
5925         char *endp;
5926         int ret;
5927
5928         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5929         if (*endp != ' ')
5930                 return -EINVAL;
5931         buffer = endp + 1;
5932
5933         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5934         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5935                 return -EINVAL;
5936         buffer = endp + 1;
5937
5938         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5939         if (!event)
5940                 return -ENOMEM;
5941
5942         event->memcg = memcg;
5943         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5944         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5945         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5946         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5947
5948         efile = fdget(efd);
5949         if (!efile.file) {
5950                 ret = -EBADF;
5951                 goto out_kfree;
5952         }
5953
5954         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5955         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5956                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5957                 goto out_put_efile;
5958         }
5959
5960         cfile = fdget(cfd);
5961         if (!cfile.file) {
5962                 ret = -EBADF;
5963                 goto out_put_eventfd;
5964         }
5965
5966         /* the process need read permission on control file */
5967         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5968         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5969         if (ret < 0)
5970                 goto out_put_cfile;
5971
5972         /*
5973          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5974          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5975          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5976          * is for compatibility anyway.
5977          *
5978          * DO NOT ADD NEW FILES.
5979          */
5980         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5981
5982         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5983                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5984                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5985         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5986                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5987                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5988         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5989                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5990                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5991         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5992                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5993                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5994         } else {
5995                 ret = -EINVAL;
5996                 goto out_put_cfile;
5997         }
5998
5999         /*
6000          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
6001          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
6002          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
6003          */
6004         cfile_css = css_tryget_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
6005                                         &memory_cgrp_subsys);
6006         ret = -EINVAL;
6007         if (IS_ERR(cfile_css))
6008                 goto out_put_cfile;
6009         if (cfile_css != css) {
6010                 css_put(cfile_css);
6011                 goto out_put_cfile;
6012         }
6013
6014         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
6015         if (ret)
6016                 goto out_put_css;
6017
6018         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6019
6020         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6021         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6022         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6023
6024         fdput(cfile);
6025         fdput(efile);
6026
6027         return 0;
6028
6029 out_put_css:
6030         css_put(css);
6031 out_put_cfile:
6032         fdput(cfile);
6033 out_put_eventfd:
6034         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6035 out_put_efile:
6036         fdput(efile);
6037 out_kfree:
6038         kfree(event);
6039
6040         return ret;
6041 }
6042
6043 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6044         {
6045                 .name = "usage_in_bytes",
6046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6047                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6048         },
6049         {
6050                 .name = "max_usage_in_bytes",
6051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6052                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "limit_in_bytes",
6057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6058                 .write_string = mem_cgroup_write,
6059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6064                 .write_string = mem_cgroup_write,
6065                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6066         },
6067         {
6068                 .name = "failcnt",
6069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6070                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6071                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6072         },
6073         {
6074                 .name = "stat",
6075                 .seq_show = memcg_stat_show,
6076         },
6077         {
6078                 .name = "force_empty",
6079                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6080         },
6081         {
6082                 .name = "use_hierarchy",
6083                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6084                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6085                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6086         },
6087         {
6088                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6089                 .write_string = memcg_write_event_control,
6090                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6091                 .mode = S_IWUGO,
6092         },
6093         {
6094                 .name = "swappiness",
6095                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6096                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6097         },
6098         {
6099                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6100                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6101                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6102         },
6103         {
6104                 .name = "oom_control",
6105                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6106                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6107                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6108         },
6109         {
6110                 .name = "pressure_level",
6111         },
6112 #ifdef CONFIG_NUMA
6113         {
6114                 .name = "numa_stat",
6115                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6116         },
6117 #endif
6118 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6119         {
6120                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6121                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6122                 .write_string = mem_cgroup_write,
6123                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6124         },
6125         {
6126                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6127                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6128                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6129         },
6130         {
6131                 .name = "kmem.failcnt",
6132                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6133                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6134                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6135         },
6136         {
6137                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6138                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6139                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6140                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6141         },
6142 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6143         {
6144                 .name = "kmem.slabinfo",
6145                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6146         },
6147 #endif
6148 #endif
6149         { },    /* terminate */
6150 };
6151
6152 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6153 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6154         {
6155                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6156                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6157                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6158         },
6159         {
6160                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6161                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6162                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6163                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6164         },
6165         {
6166                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6167                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6168                 .write_string = mem_cgroup_write,
6169                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6170         },
6171         {
6172                 .name = "memsw.failcnt",
6173                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6174                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6175                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6176         },
6177         { },    /* terminate */
6178 };
6179 #endif
6180 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6181 {
6182         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6183         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6184         int zone, tmp = node;
6185         /*
6186          * This routine is called against possible nodes.
6187          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6188          *
6189          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6190          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6191          *       function.
6192          */
6193         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6194                 tmp = -1;
6195         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6196         if (!pn)
6197                 return 1;
6198
6199         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6200                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6201                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6202                 mz->usage_in_excess = 0;
6203                 mz->on_tree = false;
6204                 mz->memcg = memcg;
6205         }
6206         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6207         return 0;
6208 }
6209
6210 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6211 {
6212         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6213 }
6214
6215 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6216 {
6217         struct mem_cgroup *memcg;
6218         size_t size;
6219
6220         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6221         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6222
6223         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6224         if (!memcg)
6225                 return NULL;
6226
6227         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6228         if (!memcg->stat)
6229                 goto out_free;
6230         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6231         return memcg;
6232
6233 out_free:
6234         kfree(memcg);
6235         return NULL;
6236 }
6237
6238 /*
6239  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6240  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6241  *
6242  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6243  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6244  * it goes down to 0.
6245  *
6246  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6247  */
6248
6249 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6250 {
6251         int node;
6252
6253         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6254
6255         for_each_node(node)
6256                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6257
6258         free_percpu(memcg->stat);
6259
6260         /*
6261          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6262          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6263          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6264          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6265          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6266          *
6267          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6268          * to move this code around, and make sure it is outside
6269          * the cgroup_lock.
6270          */
6271         disarm_static_keys(memcg);
6272         kfree(memcg);
6273 }
6274
6275 /*
6276  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6277  */
6278 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6279 {
6280         if (!memcg->res.parent)
6281                 return NULL;
6282         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6283 }
6284 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6285
6286 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6287 {
6288         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6289         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6290         int tmp, node, zone;
6291
6292         for_each_node(node) {
6293                 tmp = node;
6294                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6295                         tmp = -1;
6296                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6297                 BUG_ON(!rtpn);
6298
6299                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6300
6301                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6302                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6303                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6304                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6305                 }
6306         }
6307 }
6308
6309 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6310 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6311 {
6312         struct mem_cgroup *memcg;
6313         long error = -ENOMEM;
6314         int node;
6315
6316         memcg = mem_cgroup_alloc();
6317         if (!memcg)
6318                 return ERR_PTR(error);
6319
6320         for_each_node(node)
6321                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6322                         goto free_out;
6323
6324         /* root ? */
6325         if (parent_css == NULL) {
6326                 root_mem_cgroup = memcg;
6327                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6328                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6329                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6330         }
6331
6332         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6333         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6334         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6335         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6336         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6337         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6338         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6339         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6340
6341         return &memcg->css;
6342
6343 free_out:
6344         __mem_cgroup_free(memcg);
6345         return ERR_PTR(error);
6346 }
6347
6348 static int
6349 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6350 {
6351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6352         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6353
6354         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6355                 return -ENOSPC;
6356
6357         if (!parent)
6358                 return 0;
6359
6360         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6361
6362         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6363         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6364         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6365
6366         if (parent->use_hierarchy) {
6367                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6368                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6369                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6370
6371                 /*
6372                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6373                  * core guarantees its existence.
6374                  */
6375         } else {
6376                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6377                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6378                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6379                 /*
6380                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6381                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6382                  * unfortunate state in our controller.
6383                  */
6384                 if (parent != root_mem_cgroup)
6385                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6386         }
6387         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6388
6389         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6390 }
6391
6392 /*
6393  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6394  */
6395 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6396 {
6397         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6398
6399         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6400                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6401
6402         /*
6403          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6404          * explicitely.
6405          */
6406         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6407                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6408 }
6409
6410 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6411 {
6412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6413         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6414         struct cgroup_subsys_state *iter;
6415
6416         /*
6417          * Unregister events and notify userspace.
6418          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6419          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6420          */
6421         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6422         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6423                 list_del_init(&event->list);
6424                 schedule_work(&event->remove);
6425         }
6426         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6427
6428         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6429
6430         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6431
6432         /*
6433          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6434          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6435          */
6436         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6437                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6438
6439         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6440         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6441 }
6442
6443 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6444 {
6445         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6446         /*
6447          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6448          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6449          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6450          * under the same RCU lock region, which means that charging
6451          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6452          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6453          * without any tasks from the swapin path when the target
6454          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6455          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6456          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6457          * circulation:
6458          *
6459          * #0                        #1
6460          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6461          *                           rcu_read_lock()
6462          *                           mem_cgroup_lookup()
6463          *                           css_tryget()
6464          *                           rcu_read_unlock()
6465          * disable css_tryget()
6466          * call_rcu()
6467          *   offline_css()
6468          *     reparent_charges()
6469          *                           res_counter_charge()
6470          *                           css_put()
6471          *                             css_free()
6472          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6473          *                           add page to lru
6474          *
6475          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6476          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6477          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6478          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6479          * made after offlining:
6480          */
6481         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6482
6483         memcg_destroy_kmem(memcg);
6484         __mem_cgroup_free(memcg);
6485 }
6486
6487 #ifdef CONFIG_MMU
6488 /* Handlers for move charge at task migration. */
6489 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6490 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6491 {
6492         int ret = 0;
6493         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6494         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6495
6496         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6497                 mc.precharge += count;
6498                 /* we don't need css_get for root */
6499                 return ret;
6500         }
6501         /* try to charge at once */
6502         if (count > 1) {
6503                 struct res_counter *dummy;
6504                 /*
6505                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6506                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6507                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6508                  * css_get().
6509                  */
6510                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6511                         goto one_by_one;
6512                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6513                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6514                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6515                         goto one_by_one;
6516                 }
6517                 mc.precharge += count;
6518                 return ret;
6519         }
6520 one_by_one:
6521         /* fall back to one by one charge */
6522         while (count--) {
6523                 if (signal_pending(current)) {
6524                         ret = -EINTR;
6525                         break;
6526                 }
6527                 if (!batch_count--) {
6528                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6529                         cond_resched();
6530                 }
6531                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6532                 if (ret)
6533                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6534                         return ret;
6535                 mc.precharge++;
6536         }
6537         return ret;
6538 }
6539
6540 /**
6541  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6542  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6543  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6544  * @ptent: the pte to be checked
6545  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6546  *
6547  * Returns
6548  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6549  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6550  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6551  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6552  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6553  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6554  *     in target->ent.
6555  *
6556  * Called with pte lock held.
6557  */
6558 union mc_target {
6559         struct page     *page;
6560         swp_entry_t     ent;
6561 };
6562
6563 enum mc_target_type {
6564         MC_TARGET_NONE = 0,
6565         MC_TARGET_PAGE,
6566         MC_TARGET_SWAP,
6567 };
6568
6569 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6570                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6571 {
6572         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6573
6574         if (!page || !page_mapped(page))
6575                 return NULL;
6576         if (PageAnon(page)) {
6577                 /* we don't move shared anon */
6578                 if (!move_anon())
6579                         return NULL;
6580         } else if (!move_file())
6581                 /* we ignore mapcount for file pages */
6582                 return NULL;
6583         if (!get_page_unless_zero(page))
6584                 return NULL;
6585
6586         return page;
6587 }
6588
6589 #ifdef CONFIG_SWAP
6590 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6591                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6592 {
6593         struct page *page = NULL;
6594         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6595
6596         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6597                 return NULL;
6598         /*
6599          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6600          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6601          */
6602         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6603         if (do_swap_account)
6604                 entry->val = ent.val;
6605
6606         return page;
6607 }
6608 #else
6609 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6610                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6611 {
6612         return NULL;
6613 }
6614 #endif
6615
6616 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6617                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6618 {
6619         struct page *page = NULL;
6620         struct address_space *mapping;
6621         pgoff_t pgoff;
6622
6623         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6624                 return NULL;
6625         if (!move_file())
6626                 return NULL;
6627
6628         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6629         if (pte_none(ptent))
6630                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6631         else /* pte_file(ptent) is true */
6632                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6633
6634         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6635 #ifdef CONFIG_SWAP
6636         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6637         if (shmem_mapping(mapping)) {
6638                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6639                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6640                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6641                         if (do_swap_account)
6642                                 *entry = swp;
6643                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6644                 }
6645         } else
6646                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6647 #else
6648         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6649 #endif
6650         return page;
6651 }
6652
6653 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6654                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6655 {
6656         struct page *page = NULL;
6657         struct page_cgroup *pc;
6658         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6659         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6660
6661         if (pte_present(ptent))
6662                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6663         else if (is_swap_pte(ptent))
6664                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6665         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6666                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6667
6668         if (!page && !ent.val)
6669                 return ret;
6670         if (page) {
6671                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6672                 /*
6673                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6674                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6675                  * the lock.
6676                  */
6677                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6678                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6679                         if (target)
6680                                 target->page = page;
6681                 }
6682                 if (!ret || !target)
6683                         put_page(page);
6684         }
6685         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6686         if (ent.val && !ret &&
6687             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6688                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6689                 if (target)
6690                         target->ent = ent;
6691         }
6692         return ret;
6693 }
6694
6695 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6696 /*
6697  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6698  * support them for now.
6699  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6700  */
6701 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6702                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6703 {
6704         struct page *page = NULL;
6705         struct page_cgroup *pc;
6706         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6707
6708         page = pmd_page(pmd);
6709         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6710         if (!move_anon())
6711                 return ret;
6712         pc = lookup_page_cgroup(page);
6713         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6714                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6715                 if (target) {
6716                         get_page(page);
6717                         target->page = page;
6718                 }
6719         }
6720         return ret;
6721 }
6722 #else
6723 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6724                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6725 {
6726         return MC_TARGET_NONE;
6727 }
6728 #endif
6729
6730 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6731                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6732                                         struct mm_walk *walk)
6733 {
6734         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6735         pte_t *pte;
6736         spinlock_t *ptl;
6737
6738         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6739                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6740                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6741                 spin_unlock(ptl);
6742                 return 0;
6743         }
6744
6745         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6746                 return 0;
6747         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6748         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6749                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6750                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6751         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6752         cond_resched();
6753
6754         return 0;
6755 }
6756
6757 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6758 {
6759         unsigned long precharge;
6760         struct vm_area_struct *vma;
6761
6762         down_read(&mm->mmap_sem);
6763         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6764                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6765                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6766                         .mm = mm,
6767                         .private = vma,
6768                 };
6769                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6770                         continue;
6771                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6772                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6773         }
6774         up_read(&mm->mmap_sem);
6775
6776         precharge = mc.precharge;
6777         mc.precharge = 0;
6778
6779         return precharge;
6780 }
6781
6782 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6783 {
6784         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6785
6786         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6787         mc.moving_task = current;
6788         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6789 }
6790
6791 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6792 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6793 {
6794         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6795         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6796         int i;
6797
6798         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6799         if (mc.precharge) {
6800                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6801                 mc.precharge = 0;
6802         }
6803         /*
6804          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6805          * we must uncharge here.
6806          */
6807         if (mc.moved_charge) {
6808                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6809                 mc.moved_charge = 0;
6810         }
6811         /* we must fixup refcnts and charges */
6812         if (mc.moved_swap) {
6813                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6814                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6815                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6816                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6817
6818                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6819                         css_put(&mc.from->css);
6820
6821                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6822                         /*
6823                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6824                          * uncharge to->res.
6825                          */
6826                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6827                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6828                 }
6829                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6830                 mc.moved_swap = 0;
6831         }
6832         memcg_oom_recover(from);
6833         memcg_oom_recover(to);
6834         wake_up_all(&mc.waitq);
6835 }
6836
6837 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6838 {
6839         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6840
6841         /*
6842          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6843          * task migration.
6844          */
6845         mc.moving_task = NULL;
6846         __mem_cgroup_clear_mc();
6847         spin_lock(&mc.lock);
6848         mc.from = NULL;
6849         mc.to = NULL;
6850         spin_unlock(&mc.lock);
6851         mem_cgroup_end_move(from);
6852 }
6853
6854 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6855                                  struct cgroup_taskset *tset)
6856 {
6857         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6858         int ret = 0;
6859         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6860         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6861
6862         /*
6863          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6864          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6865          * So we need to save it, and keep it going.
6866          */
6867         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6868         if (move_charge_at_immigrate) {
6869                 struct mm_struct *mm;
6870                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6871
6872                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6873
6874                 mm = get_task_mm(p);
6875                 if (!mm)
6876                         return 0;
6877                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6878                 if (mm->owner == p) {
6879                         VM_BUG_ON(mc.from);
6880                         VM_BUG_ON(mc.to);
6881                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6882                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6883                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6884                         mem_cgroup_start_move(from);
6885                         spin_lock(&mc.lock);
6886                         mc.from = from;
6887                         mc.to = memcg;
6888                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6889                         spin_unlock(&mc.lock);
6890                         /* We set mc.moving_task later */
6891
6892                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6893                         if (ret)
6894                                 mem_cgroup_clear_mc();
6895                 }
6896                 mmput(mm);
6897         }
6898         return ret;
6899 }
6900
6901 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6902                                      struct cgroup_taskset *tset)
6903 {
6904         mem_cgroup_clear_mc();
6905 }
6906
6907 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6908                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6909                                 struct mm_walk *walk)
6910 {
6911         int ret = 0;
6912         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6913         pte_t *pte;
6914         spinlock_t *ptl;
6915         enum mc_target_type target_type;
6916         union mc_target target;
6917         struct page *page;
6918         struct page_cgroup *pc;
6919
6920         /*
6921          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6922          * happens because:
6923          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6924          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6925          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6926          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6927          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6928          *    part of thp split is not executed yet.
6929          */
6930         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6931                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6932                         spin_unlock(ptl);
6933                         return 0;
6934                 }
6935                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6936                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6937                         page = target.page;
6938                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6939                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6940                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6941                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6942                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6943                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6944                                 }
6945                                 putback_lru_page(page);
6946                         }
6947                         put_page(page);
6948                 }
6949                 spin_unlock(ptl);
6950                 return 0;
6951         }
6952
6953         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6954                 return 0;
6955 retry:
6956         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6957         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6958                 pte_t ptent = *(pte++);
6959                 swp_entry_t ent;
6960
6961                 if (!mc.precharge)
6962                         break;
6963
6964                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6965                 case MC_TARGET_PAGE:
6966                         page = target.page;
6967                         if (isolate_lru_page(page))
6968                                 goto put;
6969                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6970                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6971                                                      mc.from, mc.to)) {
6972                                 mc.precharge--;
6973                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6974                                 mc.moved_charge++;
6975                         }
6976                         putback_lru_page(page);
6977 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6978                         put_page(page);
6979                         break;
6980                 case MC_TARGET_SWAP:
6981                         ent = target.ent;
6982                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6983                                 mc.precharge--;
6984                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6985                                 mc.moved_swap++;
6986                         }
6987                         break;
6988                 default:
6989                         break;
6990                 }
6991         }
6992         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6993         cond_resched();
6994
6995         if (addr != end) {
6996                 /*
6997                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6998                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6999                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
7000                  * phase.
7001                  */
7002                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
7003                 if (!ret)
7004                         goto retry;
7005         }
7006
7007         return ret;
7008 }
7009
7010 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
7011 {
7012         struct vm_area_struct *vma;
7013
7014         lru_add_drain_all();
7015 retry:
7016         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
7017                 /*
7018                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7019                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7020                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7021                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7022                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7023                  */
7024                 __mem_cgroup_clear_mc();
7025                 cond_resched();
7026                 goto retry;
7027         }
7028         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7029                 int ret;
7030                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7031                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7032                         .mm = mm,
7033                         .private = vma,
7034                 };
7035                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7036                         continue;
7037                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7038                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7039                 if (ret)
7040                         /*
7041                          * means we have consumed all precharges and failed in
7042                          * doing additional charge. Just abandon here.
7043                          */
7044                         break;
7045         }
7046         up_read(&mm->mmap_sem);
7047 }
7048
7049 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7050                                  struct cgroup_taskset *tset)
7051 {
7052         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7053         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7054
7055         if (mm) {
7056                 if (mc.to)
7057                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7058                 mmput(mm);
7059         }
7060         if (mc.to)
7061                 mem_cgroup_clear_mc();
7062 }
7063 #else   /* !CONFIG_MMU */
7064 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7065                                  struct cgroup_taskset *tset)
7066 {
7067         return 0;
7068 }
7069 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7070                                      struct cgroup_taskset *tset)
7071 {
7072 }
7073 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7074                                  struct cgroup_taskset *tset)
7075 {
7076 }
7077 #endif
7078
7079 /*
7080  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7081  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7082  */
7083 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7084 {
7085         /*
7086          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7087          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7088          * on for the root memcg is enough.
7089          */
7090         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7091                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7092 }
7093
7094 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7095         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7096         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7097         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7098         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7099         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7100         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7101         .attach = mem_cgroup_move_task,
7102         .bind = mem_cgroup_bind,
7103         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7104         .early_init = 0,
7105 };
7106
7107 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7108 static int __init enable_swap_account(char *s)
7109 {
7110         if (!strcmp(s, "1"))
7111                 really_do_swap_account = 1;
7112         else if (!strcmp(s, "0"))
7113                 really_do_swap_account = 0;
7114         return 1;
7115 }
7116 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7117
7118 static void __init memsw_file_init(void)
7119 {
7120         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7121 }
7122
7123 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7124 {
7125         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7126                 do_swap_account = 1;
7127                 memsw_file_init();
7128         }
7129 }
7130
7131 #else
7132 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7133 {
7134 }
7135 #endif
7136
7137 /*
7138  * subsys_initcall() for memory controller.
7139  *
7140  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7141  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7142  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7143  * be initialized from here.
7144  */
7145 static int __init mem_cgroup_init(void)
7146 {
7147         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7148         enable_swap_cgroup();
7149         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7150         memcg_stock_init();
7151         return 0;
7152 }
7153 subsys_initcall(mem_cgroup_init);