Merge branch 'x86-vdso-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         /*
530          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
531          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
532          */
533         return memcg->css.cgroup->id + 1;
534 }
535
536 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
537 {
538         struct cgroup_subsys_state *css;
539
540         css = css_from_id(id - 1, &memory_cgrp_subsys);
541         return mem_cgroup_from_css(css);
542 }
543
544 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
545 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
546
547 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
548 {
549         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
550                 struct mem_cgroup *memcg;
551                 struct cg_proto *cg_proto;
552
553                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
554
555                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
556                  * filled. It won't however, necessarily happen from
557                  * process context. So the test for root memcg given
558                  * the current task's memcg won't help us in this case.
559                  *
560                  * Respecting the original socket's memcg is a better
561                  * decision in this case.
562                  */
563                 if (sk->sk_cgrp) {
564                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
565                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
566                         return;
567                 }
568
569                 rcu_read_lock();
570                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
571                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
572                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
573                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
574                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
575                 }
576                 rcu_read_unlock();
577         }
578 }
579 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
580
581 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
582 {
583         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
584                 struct mem_cgroup *memcg;
585                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
586                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
587                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
588         }
589 }
590
591 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
594                 return NULL;
595
596         return &memcg->tcp_mem;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
599
600 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
603                 return;
604         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
605 }
606 #else
607 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
608 {
609 }
610 #endif
611
612 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
613 /*
614  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
615  * The main reason for not using cgroup id for this:
616  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
617  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
618  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
619  *  200 entry array for that.
620  *
621  * The current size of the caches array is stored in
622  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
623  * increase it.
624  */
625 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
626 int memcg_limited_groups_array_size;
627
628 /*
629  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
630  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
631  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
632  * tunable, but that is strictly not necessary.
633  *
634  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
635  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
636  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
637  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
638  * increase ours as well if it increases.
639  */
640 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
641 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
642
643 /*
644  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
645  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
646  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
647  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
648  */
649 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
650 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
651
652 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
655                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
656                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
657         }
658         /*
659          * This check can't live in kmem destruction function,
660          * since the charges will outlive the cgroup
661          */
662         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
663 }
664 #else
665 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667 }
668 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
669
670 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
671 {
672         disarm_sock_keys(memcg);
673         disarm_kmem_keys(memcg);
674 }
675
676 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
677
678 static struct mem_cgroup_per_zone *
679 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
680 {
681         int nid = zone_to_nid(zone);
682         int zid = zone_idx(zone);
683
684         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
685 }
686
687 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
688 {
689         return &memcg->css;
690 }
691
692 static struct mem_cgroup_per_zone *
693 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
694 {
695         int nid = page_to_nid(page);
696         int zid = page_zonenum(page);
697
698         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
699 }
700
701 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
702 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
703 {
704         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
705 }
706
707 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
708 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
709 {
710         int nid = page_to_nid(page);
711         int zid = page_zonenum(page);
712
713         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
714 }
715
716 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
718                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
719 {
720         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
721         struct rb_node *parent = NULL;
722         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
723
724         if (mz->on_tree)
725                 return;
726
727         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
728         if (!mz->usage_in_excess)
729                 return;
730         while (*p) {
731                 parent = *p;
732                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
733                                         tree_node);
734                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
735                         p = &(*p)->rb_left;
736                 /*
737                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
738                  * limit by the same amount
739                  */
740                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
741                         p = &(*p)->rb_right;
742         }
743         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
744         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
745         mz->on_tree = true;
746 }
747
748 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
749                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
750 {
751         if (!mz->on_tree)
752                 return;
753         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
754         mz->on_tree = false;
755 }
756
757 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
758                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
759 {
760         spin_lock(&mctz->lock);
761         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
762         spin_unlock(&mctz->lock);
763 }
764
765
766 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
767 {
768         unsigned long long excess;
769         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
770         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
771
772         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
773         /*
774          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
775          * because their event counter is not touched.
776          */
777         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
778                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
779                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
780                 /*
781                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
782                  * mem is over its softlimit.
783                  */
784                 if (excess || mz->on_tree) {
785                         spin_lock(&mctz->lock);
786                         /* if on-tree, remove it */
787                         if (mz->on_tree)
788                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
789                         /*
790                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
791                          * If excess is 0, no tree ops.
792                          */
793                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
794                         spin_unlock(&mctz->lock);
795                 }
796         }
797 }
798
799 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
800 {
801         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
802         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
803         int nid, zid;
804
805         for_each_node(nid) {
806                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
807                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
808                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
809                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
810                 }
811         }
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct rb_node *rightmost = NULL;
818         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
819
820 retry:
821         mz = NULL;
822         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
823         if (!rightmost)
824                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
825
826         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
827         /*
828          * Remove the node now but someone else can add it back,
829          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
830          * position in the tree.
831          */
832         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
833         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
834                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
835                 goto retry;
836 done:
837         return mz;
838 }
839
840 static struct mem_cgroup_per_zone *
841 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
842 {
843         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
844
845         spin_lock(&mctz->lock);
846         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
847         spin_unlock(&mctz->lock);
848         return mz;
849 }
850
851 /*
852  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
853  *
854  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
855  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
856  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
857  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
858  *
859  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
860  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
861  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
862  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
863  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
864  *
865  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
866  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
867  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
868  * implemented.
869  */
870 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
871                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
872 {
873         long val = 0;
874         int cpu;
875
876         get_online_cpus();
877         for_each_online_cpu(cpu)
878                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
879 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
880         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
881         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
882         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
883 #endif
884         put_online_cpus();
885         return val;
886 }
887
888 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
889                                          bool charge)
890 {
891         int val = (charge) ? 1 : -1;
892         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
893 }
894
895 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
896                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
897 {
898         unsigned long val = 0;
899         int cpu;
900
901         get_online_cpus();
902         for_each_online_cpu(cpu)
903                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
904 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
905         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
906         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
907         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
908 #endif
909         put_online_cpus();
910         return val;
911 }
912
913 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
914                                          struct page *page,
915                                          bool anon, int nr_pages)
916 {
917         /*
918          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
919          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
920          */
921         if (anon)
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
923                                 nr_pages);
924         else
925                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
926                                 nr_pages);
927
928         if (PageTransHuge(page))
929                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
930                                 nr_pages);
931
932         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
933         if (nr_pages > 0)
934                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
935         else {
936                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
937                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
938         }
939
940         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
941 }
942
943 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
944 {
945         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
946
947         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
948         return mz->lru_size[lru];
949 }
950
951 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
952                                                   int nid,
953                                                   unsigned int lru_mask)
954 {
955         unsigned long nr = 0;
956         int zid;
957
958         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
959
960         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
961                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
962                 enum lru_list lru;
963
964                 for_each_lru(lru) {
965                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
966                                 continue;
967                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
968                         nr += mz->lru_size[lru];
969                 }
970         }
971         return nr;
972 }
973
974 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
975                         unsigned int lru_mask)
976 {
977         unsigned long nr = 0;
978         int nid;
979
980         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
981                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
982         return nr;
983 }
984
985 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
986                                        enum mem_cgroup_events_target target)
987 {
988         unsigned long val, next;
989
990         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
991         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
992         /* from time_after() in jiffies.h */
993         if ((long)next - (long)val < 0) {
994                 switch (target) {
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
996                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
999                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1000                         break;
1001                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1002                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1003                         break;
1004                 default:
1005                         break;
1006                 }
1007                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1008                 return true;
1009         }
1010         return false;
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Check events in order.
1015  *
1016  */
1017 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1018 {
1019         preempt_disable();
1020         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1021         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1022                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1023                 bool do_softlimit;
1024                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1025
1026                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1027                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1030                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1031 #endif
1032                 preempt_enable();
1033
1034                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1035                 if (unlikely(do_softlimit))
1036                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1037 #if MAX_NUMNODES > 1
1038                 if (unlikely(do_numainfo))
1039                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1040 #endif
1041         } else
1042                 preempt_enable();
1043 }
1044
1045 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1046 {
1047         /*
1048          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1049          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1050          * So this can be called with p == NULL.
1051          */
1052         if (unlikely(!p))
1053                 return NULL;
1054
1055         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1056 }
1057
1058 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1059 {
1060         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1061
1062         rcu_read_lock();
1063         do {
1064                 /*
1065                  * Page cache insertions can happen withou an
1066                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1067                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1068                  */
1069                 if (unlikely(!mm))
1070                         memcg = root_mem_cgroup;
1071                 else {
1072                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1073                         if (unlikely(!memcg))
1074                                 memcg = root_mem_cgroup;
1075                 }
1076         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1077         rcu_read_unlock();
1078         return memcg;
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1083  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1084  *
1085  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1086  */
1087 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1088                 struct mem_cgroup *last_visited)
1089 {
1090         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1091
1092         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1093 skip_node:
1094         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1095
1096         /*
1097          * Even if we found a group we have to make sure it is
1098          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1099          * skipped and we should continue the tree walk.
1100          * last_visited css is safe to use because it is
1101          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1102          *
1103          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1104          * because we might race with the root removal when it would
1105          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1106          * would end up in an endless loop because it expects that at
1107          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1108          * because caller of the iterator should hold it already so
1109          * skipping css reference should be safe.
1110          */
1111         if (next_css) {
1112                 if ((next_css == &root->css) ||
1113                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css)))
1114                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1115
1116                 prev_css = next_css;
1117                 goto skip_node;
1118         }
1119
1120         return NULL;
1121 }
1122
1123 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1124 {
1125         /*
1126          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1127          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1128          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1129          */
1130         atomic_inc(&root->dead_count);
1131 }
1132
1133 static struct mem_cgroup *
1134 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1135                      struct mem_cgroup *root,
1136                      int *sequence)
1137 {
1138         struct mem_cgroup *position = NULL;
1139         /*
1140          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1141          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1142          *
1143          * If the iterator is valid, we may still race with an
1144          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1145          * released, tryget will fail if we lost the race.
1146          */
1147         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1148         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1149                 smp_rmb();
1150                 position = iter->last_visited;
1151
1152                 /*
1153                  * We cannot take a reference to root because we might race
1154                  * with root removal and returning NULL would end up in
1155                  * an endless loop on the iterator user level when root
1156                  * would be returned all the time.
1157                  */
1158                 if (position && position != root &&
1159                                 !css_tryget(&position->css))
1160                         position = NULL;
1161         }
1162         return position;
1163 }
1164
1165 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1166                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1167                                    struct mem_cgroup *new_position,
1168                                    struct mem_cgroup *root,
1169                                    int sequence)
1170 {
1171         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1172         if (last_visited && last_visited != root)
1173                 css_put(&last_visited->css);
1174         /*
1175          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1176          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1177          * don't lose destruction events in between.  We could have
1178          * raced with the destruction of @new_position after all.
1179          */
1180         iter->last_visited = new_position;
1181         smp_wmb();
1182         iter->last_dead_count = sequence;
1183 }
1184
1185 /**
1186  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1187  * @root: hierarchy root
1188  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1189  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1190  *
1191  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1192  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1193  *
1194  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1195  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1196  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1197  *
1198  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1199  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1200  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1201  */
1202 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1203                                    struct mem_cgroup *prev,
1204                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1205 {
1206         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1207         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1208
1209         if (mem_cgroup_disabled())
1210                 return NULL;
1211
1212         if (!root)
1213                 root = root_mem_cgroup;
1214
1215         if (prev && !reclaim)
1216                 last_visited = prev;
1217
1218         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1219                 if (prev)
1220                         goto out_css_put;
1221                 return root;
1222         }
1223
1224         rcu_read_lock();
1225         while (!memcg) {
1226                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1227                 int uninitialized_var(seq);
1228
1229                 if (reclaim) {
1230                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1231
1232                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1233                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1234                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1235                                 iter->last_visited = NULL;
1236                                 goto out_unlock;
1237                         }
1238
1239                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1240                 }
1241
1242                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1243
1244                 if (reclaim) {
1245                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1246                                         seq);
1247
1248                         if (!memcg)
1249                                 iter->generation++;
1250                         else if (!prev && memcg)
1251                                 reclaim->generation = iter->generation;
1252                 }
1253
1254                 if (prev && !memcg)
1255                         goto out_unlock;
1256         }
1257 out_unlock:
1258         rcu_read_unlock();
1259 out_css_put:
1260         if (prev && prev != root)
1261                 css_put(&prev->css);
1262
1263         return memcg;
1264 }
1265
1266 /**
1267  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1268  * @root: hierarchy root
1269  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1270  */
1271 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1272                            struct mem_cgroup *prev)
1273 {
1274         if (!root)
1275                 root = root_mem_cgroup;
1276         if (prev && prev != root)
1277                 css_put(&prev->css);
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1282  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1283  * be used for reference counting.
1284  */
1285 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1286         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1287              iter != NULL;                              \
1288              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1289
1290 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1291         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1292              iter != NULL;                              \
1293              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1294
1295 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1296 {
1297         struct mem_cgroup *memcg;
1298
1299         rcu_read_lock();
1300         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1301         if (unlikely(!memcg))
1302                 goto out;
1303
1304         switch (idx) {
1305         case PGFAULT:
1306                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1307                 break;
1308         case PGMAJFAULT:
1309                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1310                 break;
1311         default:
1312                 BUG();
1313         }
1314 out:
1315         rcu_read_unlock();
1316 }
1317 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1318
1319 /**
1320  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1321  * @zone: zone of the wanted lruvec
1322  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1323  *
1324  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1325  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1326  * is disabled.
1327  */
1328 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1329                                       struct mem_cgroup *memcg)
1330 {
1331         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1332         struct lruvec *lruvec;
1333
1334         if (mem_cgroup_disabled()) {
1335                 lruvec = &zone->lruvec;
1336                 goto out;
1337         }
1338
1339         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1340         lruvec = &mz->lruvec;
1341 out:
1342         /*
1343          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1344          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1345          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1346          */
1347         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1348                 lruvec->zone = zone;
1349         return lruvec;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1354  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1355  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1356  *
1357  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1358  * 1. charge
1359  * 2. moving account
1360  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1361  * It is added to LRU before charge.
1362  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1363  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1364  */
1365
1366 /**
1367  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1368  * @page: the page
1369  * @zone: zone of the page
1370  */
1371 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1372 {
1373         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1374         struct mem_cgroup *memcg;
1375         struct page_cgroup *pc;
1376         struct lruvec *lruvec;
1377
1378         if (mem_cgroup_disabled()) {
1379                 lruvec = &zone->lruvec;
1380                 goto out;
1381         }
1382
1383         pc = lookup_page_cgroup(page);
1384         memcg = pc->mem_cgroup;
1385
1386         /*
1387          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1388          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1389          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1390          *
1391          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1392          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1393          * of pc->mem_cgroup safe.
1394          */
1395         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1396                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1397
1398         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1399         lruvec = &mz->lruvec;
1400 out:
1401         /*
1402          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1403          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1404          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1405          */
1406         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1407                 lruvec->zone = zone;
1408         return lruvec;
1409 }
1410
1411 /**
1412  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1413  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1414  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1415  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1416  *
1417  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1418  * lru list.
1419  */
1420 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1421                                 int nr_pages)
1422 {
1423         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1424         unsigned long *lru_size;
1425
1426         if (mem_cgroup_disabled())
1427                 return;
1428
1429         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1430         lru_size = mz->lru_size + lru;
1431         *lru_size += nr_pages;
1432         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1437  * hierarchy subtree
1438  */
1439 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1440                                   struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         if (root_memcg == memcg)
1443                 return true;
1444         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1445                 return false;
1446         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1447 }
1448
1449 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1450                                        struct mem_cgroup *memcg)
1451 {
1452         bool ret;
1453
1454         rcu_read_lock();
1455         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1456         rcu_read_unlock();
1457         return ret;
1458 }
1459
1460 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1461                         const struct mem_cgroup *memcg)
1462 {
1463         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1464         struct task_struct *p;
1465         bool ret;
1466
1467         p = find_lock_task_mm(task);
1468         if (p) {
1469                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1470                 task_unlock(p);
1471         } else {
1472                 /*
1473                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1474                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1475                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1476                  */
1477                 rcu_read_lock();
1478                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1479                 if (curr)
1480                         css_get(&curr->css);
1481                 rcu_read_unlock();
1482         }
1483         /*
1484          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1485          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1486          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1487          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1488          */
1489         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1490         css_put(&curr->css);
1491         return ret;
1492 }
1493
1494 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1495 {
1496         unsigned long inactive_ratio;
1497         unsigned long inactive;
1498         unsigned long active;
1499         unsigned long gb;
1500
1501         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1502         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1503
1504         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1505         if (gb)
1506                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1507         else
1508                 inactive_ratio = 1;
1509
1510         return inactive * inactive_ratio < active;
1511 }
1512
1513 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1514         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1515
1516 /**
1517  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1518  * @memcg: the memory cgroup
1519  *
1520  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1521  * pages.
1522  */
1523 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1524 {
1525         unsigned long long margin;
1526
1527         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1528         if (do_swap_account)
1529                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1530         return margin >> PAGE_SHIFT;
1531 }
1532
1533 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1534 {
1535         /* root ? */
1536         if (mem_cgroup_disabled() || !css_parent(&memcg->css))
1537                 return vm_swappiness;
1538
1539         return memcg->swappiness;
1540 }
1541
1542 /*
1543  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1544  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1545  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1546  * rcu_read_lock(), like this:
1547  *
1548  *         CPU-A                                    CPU-B
1549  *                                              rcu_read_lock()
1550  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1551  *                                                   take heavy locks.
1552  *         synchronize_rcu()                    update something.
1553  *                                              rcu_read_unlock()
1554  *         start move here.
1555  */
1556
1557 /* for quick checking without looking up memcg */
1558 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1559
1560 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1561 {
1562         atomic_inc(&memcg_moving);
1563         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1564         synchronize_rcu();
1565 }
1566
1567 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1568 {
1569         /*
1570          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1571          * We check NULL in callee rather than caller.
1572          */
1573         if (memcg) {
1574                 atomic_dec(&memcg_moving);
1575                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1576         }
1577 }
1578
1579 /*
1580  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1581  *
1582  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1583  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1584  * caused by "move".
1585  */
1586 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1587 {
1588         struct mem_cgroup *from;
1589         struct mem_cgroup *to;
1590         bool ret = false;
1591         /*
1592          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1593          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1594          */
1595         spin_lock(&mc.lock);
1596         from = mc.from;
1597         to = mc.to;
1598         if (!from)
1599                 goto unlock;
1600
1601         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1602                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1603 unlock:
1604         spin_unlock(&mc.lock);
1605         return ret;
1606 }
1607
1608 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1611                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1612                         DEFINE_WAIT(wait);
1613                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1614                         /* moving charge context might have finished. */
1615                         if (mc.moving_task)
1616                                 schedule();
1617                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1618                         return true;
1619                 }
1620         }
1621         return false;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Take this lock when
1626  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1627  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1628  */
1629 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1630                                   unsigned long *flags)
1631 {
1632         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1633 }
1634
1635 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1636                                 unsigned long *flags)
1637 {
1638         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1639 }
1640
1641 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1642 /**
1643  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1644  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1645  * @p: Task that is going to be killed
1646  *
1647  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1648  * enabled
1649  */
1650 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1651 {
1652         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1653         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1654         struct mem_cgroup *iter;
1655         unsigned int i;
1656
1657         if (!p)
1658                 return;
1659
1660         mutex_lock(&oom_info_lock);
1661         rcu_read_lock();
1662
1663         pr_info("Task in ");
1664         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1665         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1666         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1667         pr_info("\n");
1668
1669         rcu_read_unlock();
1670
1671         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1672                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1673                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1674                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1675         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1677                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1679         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1681                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1682                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1683
1684         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1685                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1686                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1687                 pr_cont(":");
1688
1689                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1690                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1691                                 continue;
1692                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1693                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1694                 }
1695
1696                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1697                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1698                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1699
1700                 pr_cont("\n");
1701         }
1702         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1707  * 1(self count) if no children.
1708  */
1709 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1710 {
1711         int num = 0;
1712         struct mem_cgroup *iter;
1713
1714         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1715                 num++;
1716         return num;
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1721  */
1722 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1723 {
1724         u64 limit;
1725
1726         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1727
1728         /*
1729          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1730          */
1731         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1732                 u64 memsw;
1733
1734                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1735                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1736
1737                 /*
1738                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1739                  * available to this memcg, return that limit.
1740                  */
1741                 limit = min(limit, memsw);
1742         }
1743
1744         return limit;
1745 }
1746
1747 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1748                                      int order)
1749 {
1750         struct mem_cgroup *iter;
1751         unsigned long chosen_points = 0;
1752         unsigned long totalpages;
1753         unsigned int points = 0;
1754         struct task_struct *chosen = NULL;
1755
1756         /*
1757          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1758          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1759          * quickly exit and free its memory.
1760          */
1761         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1762                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1763                 return;
1764         }
1765
1766         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1767         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1768         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1769                 struct css_task_iter it;
1770                 struct task_struct *task;
1771
1772                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1773                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1774                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1775                                                         false)) {
1776                         case OOM_SCAN_SELECT:
1777                                 if (chosen)
1778                                         put_task_struct(chosen);
1779                                 chosen = task;
1780                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1781                                 get_task_struct(chosen);
1782                                 /* fall through */
1783                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1784                                 continue;
1785                         case OOM_SCAN_ABORT:
1786                                 css_task_iter_end(&it);
1787                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1788                                 if (chosen)
1789                                         put_task_struct(chosen);
1790                                 return;
1791                         case OOM_SCAN_OK:
1792                                 break;
1793                         };
1794                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1795                         if (!points || points < chosen_points)
1796                                 continue;
1797                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1798                         if (points == chosen_points &&
1799                             thread_group_leader(chosen))
1800                                 continue;
1801
1802                         if (chosen)
1803                                 put_task_struct(chosen);
1804                         chosen = task;
1805                         chosen_points = points;
1806                         get_task_struct(chosen);
1807                 }
1808                 css_task_iter_end(&it);
1809         }
1810
1811         if (!chosen)
1812                 return;
1813         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1814         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1815                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1816 }
1817
1818 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1819                                         gfp_t gfp_mask,
1820                                         unsigned long flags)
1821 {
1822         unsigned long total = 0;
1823         bool noswap = false;
1824         int loop;
1825
1826         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1827                 noswap = true;
1828         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1829                 noswap = true;
1830
1831         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1832                 if (loop)
1833                         drain_all_stock_async(memcg);
1834                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1835                 /*
1836                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1837                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1838                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1839                  */
1840                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1841                         break;
1842                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1843                         break;
1844                 /*
1845                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1846                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1847                  */
1848                 if (loop && !total)
1849                         break;
1850         }
1851         return total;
1852 }
1853
1854 /**
1855  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1856  * @memcg: the target memcg
1857  * @nid: the node ID to be checked.
1858  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1859  *
1860  * This function returns whether the specified memcg contains any
1861  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1862  * pages in the node.
1863  */
1864 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1865                 int nid, bool noswap)
1866 {
1867         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1868                 return true;
1869         if (noswap || !total_swap_pages)
1870                 return false;
1871         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1872                 return true;
1873         return false;
1874
1875 }
1876 #if MAX_NUMNODES > 1
1877
1878 /*
1879  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1880  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1881  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1882  *
1883  */
1884 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1885 {
1886         int nid;
1887         /*
1888          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1889          * pagein/pageout changes since the last update.
1890          */
1891         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1892                 return;
1893         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1894                 return;
1895
1896         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1897         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1898
1899         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1900
1901                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1902                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1903         }
1904
1905         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1906         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1911  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1912  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1913  *
1914  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1915  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1916  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1917  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1918  *
1919  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1920  */
1921 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1922 {
1923         int node;
1924
1925         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1926         node = memcg->last_scanned_node;
1927
1928         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1929         if (node == MAX_NUMNODES)
1930                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1931         /*
1932          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1933          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1934          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1935          * we use curret node.
1936          */
1937         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1938                 node = numa_node_id();
1939
1940         memcg->last_scanned_node = node;
1941         return node;
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1946  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1947  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1948  * enough new information. We need to do double check.
1949  */
1950 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1951 {
1952         int nid;
1953
1954         /*
1955          * quick check...making use of scan_node.
1956          * We can skip unused nodes.
1957          */
1958         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1959                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1960                      nid < MAX_NUMNODES;
1961                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1962
1963                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1964                                 return true;
1965                 }
1966         }
1967         /*
1968          * Check rest of nodes.
1969          */
1970         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1971                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1972                         continue;
1973                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1974                         return true;
1975         }
1976         return false;
1977 }
1978
1979 #else
1980 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1981 {
1982         return 0;
1983 }
1984
1985 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1986 {
1987         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1988 }
1989 #endif
1990
1991 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1992                                    struct zone *zone,
1993                                    gfp_t gfp_mask,
1994                                    unsigned long *total_scanned)
1995 {
1996         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1997         int total = 0;
1998         int loop = 0;
1999         unsigned long excess;
2000         unsigned long nr_scanned;
2001         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2002                 .zone = zone,
2003                 .priority = 0,
2004         };
2005
2006         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2007
2008         while (1) {
2009                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2010                 if (!victim) {
2011                         loop++;
2012                         if (loop >= 2) {
2013                                 /*
2014                                  * If we have not been able to reclaim
2015                                  * anything, it might because there are
2016                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2017                                  */
2018                                 if (!total)
2019                                         break;
2020                                 /*
2021                                  * We want to do more targeted reclaim.
2022                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2023                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2024                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2025                                  */
2026                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2027                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2028                                         break;
2029                         }
2030                         continue;
2031                 }
2032                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2033                         continue;
2034                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2035                                                      zone, &nr_scanned);
2036                 *total_scanned += nr_scanned;
2037                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2038                         break;
2039         }
2040         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2041         return total;
2042 }
2043
2044 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2045 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2046         .name = "memcg_oom_lock",
2047 };
2048 #endif
2049
2050 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2051
2052 /*
2053  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2054  * If someone is running, return false.
2055  */
2056 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2057 {
2058         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2059
2060         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2061
2062         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2063                 if (iter->oom_lock) {
2064                         /*
2065                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2066                          * so we cannot give a lock.
2067                          */
2068                         failed = iter;
2069                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2070                         break;
2071                 } else
2072                         iter->oom_lock = true;
2073         }
2074
2075         if (failed) {
2076                 /*
2077                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2078                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2079                  */
2080                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2081                         if (iter == failed) {
2082                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2083                                 break;
2084                         }
2085                         iter->oom_lock = false;
2086                 }
2087         } else
2088                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2089
2090         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2091
2092         return !failed;
2093 }
2094
2095 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2096 {
2097         struct mem_cgroup *iter;
2098
2099         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2100         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2101         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2102                 iter->oom_lock = false;
2103         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2104 }
2105
2106 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2107 {
2108         struct mem_cgroup *iter;
2109
2110         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2111                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2112 }
2113
2114 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2115 {
2116         struct mem_cgroup *iter;
2117
2118         /*
2119          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2120          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2121          * atomic_add_unless() here.
2122          */
2123         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2124                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2125 }
2126
2127 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2128
2129 struct oom_wait_info {
2130         struct mem_cgroup *memcg;
2131         wait_queue_t    wait;
2132 };
2133
2134 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2135         unsigned mode, int sync, void *arg)
2136 {
2137         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2138         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2139         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2140
2141         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2142         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2143
2144         /*
2145          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2146          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2147          */
2148         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2149                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2150                 return 0;
2151         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2152 }
2153
2154 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2155 {
2156         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2157         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2158         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2159 }
2160
2161 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2162 {
2163         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2164                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2165 }
2166
2167 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2168 {
2169         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2170                 return;
2171         /*
2172          * We are in the middle of the charge context here, so we
2173          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2174          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2175          *
2176          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2177          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2178          * invocation might not even be necessary.
2179          *
2180          * That's why we don't do anything here except remember the
2181          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2182          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2183          * and when we know whether the fault was overall successful.
2184          */
2185         css_get(&memcg->css);
2186         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2187         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2188         current->memcg_oom.order = order;
2189 }
2190
2191 /**
2192  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2193  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2194  *
2195  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2196  * handler was enabled.
2197  *
2198  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2199  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2200  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2201  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2202  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2203  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2204  *
2205  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2206  * completed, %false otherwise.
2207  */
2208 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2209 {
2210         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2211         struct oom_wait_info owait;
2212         bool locked;
2213
2214         /* OOM is global, do not handle */
2215         if (!memcg)
2216                 return false;
2217
2218         if (!handle)
2219                 goto cleanup;
2220
2221         owait.memcg = memcg;
2222         owait.wait.flags = 0;
2223         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2224         owait.wait.private = current;
2225         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2226
2227         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2228         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2229
2230         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2231
2232         if (locked)
2233                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2234
2235         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2236                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2237                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2238                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2239                                          current->memcg_oom.order);
2240         } else {
2241                 schedule();
2242                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2243                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2244         }
2245
2246         if (locked) {
2247                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2248                 /*
2249                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2250                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2251                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2252                  */
2253                 memcg_oom_recover(memcg);
2254         }
2255 cleanup:
2256         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2257         css_put(&memcg->css);
2258         return true;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2263  *
2264  * Notes: Race condition
2265  *
2266  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2267  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2268  * to do so _always_.
2269  *
2270  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2271  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2272  * are no race with "charge".
2273  *
2274  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2275  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2276  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2277  * by flags.
2278  *
2279  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2280  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2281  * of race or not. If there is, we take a lock.
2282  */
2283
2284 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2285                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2286 {
2287         struct mem_cgroup *memcg;
2288         struct page_cgroup *pc;
2289
2290         pc = lookup_page_cgroup(page);
2291 again:
2292         memcg = pc->mem_cgroup;
2293         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2294                 return;
2295         /*
2296          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2297          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2298          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2299          * rcu_read_unlock().
2300          */
2301         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2302         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2303                 return;
2304
2305         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2306         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2307                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2308                 goto again;
2309         }
2310         *locked = true;
2311 }
2312
2313 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2314 {
2315         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2316
2317         /*
2318          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2319          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2320          * should take move_lock_mem_cgroup().
2321          */
2322         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2323 }
2324
2325 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2326                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2327 {
2328         struct mem_cgroup *memcg;
2329         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2330         unsigned long uninitialized_var(flags);
2331
2332         if (mem_cgroup_disabled())
2333                 return;
2334
2335         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2336         memcg = pc->mem_cgroup;
2337         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2338                 return;
2339
2340         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2345  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2346  */
2347 #define CHARGE_BATCH    32U
2348 struct memcg_stock_pcp {
2349         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2350         unsigned int nr_pages;
2351         struct work_struct work;
2352         unsigned long flags;
2353 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2354 };
2355 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2356 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2357
2358 /**
2359  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2360  * @memcg: memcg to consume from.
2361  * @nr_pages: how many pages to charge.
2362  *
2363  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2364  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2365  * service an allocation will refill the stock.
2366  *
2367  * returns true if successful, false otherwise.
2368  */
2369 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2370 {
2371         struct memcg_stock_pcp *stock;
2372         bool ret = true;
2373
2374         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2375                 return false;
2376
2377         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2378         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2379                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2380         else /* need to call res_counter_charge */
2381                 ret = false;
2382         put_cpu_var(memcg_stock);
2383         return ret;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2388  */
2389 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2390 {
2391         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2392
2393         if (stock->nr_pages) {
2394                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2395
2396                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2397                 if (do_swap_account)
2398                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2399                 stock->nr_pages = 0;
2400         }
2401         stock->cached = NULL;
2402 }
2403
2404 /*
2405  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2406  * a thread which is pinned to local cpu.
2407  */
2408 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2409 {
2410         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2411         drain_stock(stock);
2412         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2413 }
2414
2415 static void __init memcg_stock_init(void)
2416 {
2417         int cpu;
2418
2419         for_each_possible_cpu(cpu) {
2420                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2421                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2422                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2423         }
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2428  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2429  */
2430 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2431 {
2432         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2433
2434         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2435                 drain_stock(stock);
2436                 stock->cached = memcg;
2437         }
2438         stock->nr_pages += nr_pages;
2439         put_cpu_var(memcg_stock);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2444  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2445  * until the work is done.
2446  */
2447 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2448 {
2449         int cpu, curcpu;
2450
2451         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2452         get_online_cpus();
2453         curcpu = get_cpu();
2454         for_each_online_cpu(cpu) {
2455                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2456                 struct mem_cgroup *memcg;
2457
2458                 memcg = stock->cached;
2459                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2460                         continue;
2461                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2462                         continue;
2463                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2464                         if (cpu == curcpu)
2465                                 drain_local_stock(&stock->work);
2466                         else
2467                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2468                 }
2469         }
2470         put_cpu();
2471
2472         if (!sync)
2473                 goto out;
2474
2475         for_each_online_cpu(cpu) {
2476                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2477                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2478                         flush_work(&stock->work);
2479         }
2480 out:
2481         put_online_cpus();
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2486  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2487  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2488  * it.
2489  */
2490 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2491 {
2492         /*
2493          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2494          */
2495         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2496                 return;
2497         drain_all_stock(root_memcg, false);
2498         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2499 }
2500
2501 /* This is a synchronous drain interface. */
2502 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2503 {
2504         /* called when force_empty is called */
2505         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2506         drain_all_stock(root_memcg, true);
2507         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2508 }
2509
2510 /*
2511  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2512  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2513  */
2514 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2515 {
2516         int i;
2517
2518         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2519         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2520                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2521
2522                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2523                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2524         }
2525         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2526                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2527
2528                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2529                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2530         }
2531         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2532 }
2533
2534 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2535                                         unsigned long action,
2536                                         void *hcpu)
2537 {
2538         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2539         struct memcg_stock_pcp *stock;
2540         struct mem_cgroup *iter;
2541
2542         if (action == CPU_ONLINE)
2543                 return NOTIFY_OK;
2544
2545         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2546                 return NOTIFY_OK;
2547
2548         for_each_mem_cgroup(iter)
2549                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2550
2551         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2552         drain_stock(stock);
2553         return NOTIFY_OK;
2554 }
2555
2556
2557 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2558 enum {
2559         CHARGE_OK,              /* success */
2560         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2561         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2562         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2563 };
2564
2565 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2566                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2567                                 bool invoke_oom)
2568 {
2569         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2570         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2571         struct res_counter *fail_res;
2572         unsigned long flags = 0;
2573         int ret;
2574
2575         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2576
2577         if (likely(!ret)) {
2578                 if (!do_swap_account)
2579                         return CHARGE_OK;
2580                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2581                 if (likely(!ret))
2582                         return CHARGE_OK;
2583
2584                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2585                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2586                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2587         } else
2588                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2589         /*
2590          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2591          * single page instead.
2592          */
2593         if (nr_pages > min_pages)
2594                 return CHARGE_RETRY;
2595
2596         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2597                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2598
2599         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2600                 return CHARGE_NOMEM;
2601
2602         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2603         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2604                 return CHARGE_RETRY;
2605         /*
2606          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2607          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2608          * before killing the task.
2609          *
2610          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2611          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2612          * to regular pages anyway in case of failure.
2613          */
2614         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2615                 return CHARGE_RETRY;
2616
2617         /*
2618          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2619          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2620          */
2621         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2622                 return CHARGE_RETRY;
2623
2624         if (invoke_oom)
2625                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2626
2627         return CHARGE_NOMEM;
2628 }
2629
2630 /**
2631  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2632  * @memcg: memcg to charge
2633  * @nr_pages: number of pages to charge
2634  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2635  *
2636  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2637  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2638  */
2639 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2640                                  gfp_t gfp_mask,
2641                                  unsigned int nr_pages,
2642                                  bool oom)
2643 {
2644         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2645         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2646         int ret;
2647
2648         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2649                 goto done;
2650         /*
2651          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2652          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2653          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2654          * free their memory.
2655          */
2656         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2657                      fatal_signal_pending(current) ||
2658                      current->flags & PF_EXITING))
2659                 goto bypass;
2660
2661         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2662                 goto nomem;
2663
2664         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2665                 oom = false;
2666 again:
2667         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2668                 goto done;
2669
2670         do {
2671                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2672
2673                 /* If killed, bypass charge */
2674                 if (fatal_signal_pending(current))
2675                         goto bypass;
2676
2677                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2678                                            nr_pages, invoke_oom);
2679                 switch (ret) {
2680                 case CHARGE_OK:
2681                         break;
2682                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2683                         batch = nr_pages;
2684                         goto again;
2685                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2686                         goto nomem;
2687                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2688                         if (!oom || invoke_oom)
2689                                 goto nomem;
2690                         nr_oom_retries--;
2691                         break;
2692                 }
2693         } while (ret != CHARGE_OK);
2694
2695         if (batch > nr_pages)
2696                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2697 done:
2698         return 0;
2699 nomem:
2700         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2701                 return -ENOMEM;
2702 bypass:
2703         return -EINTR;
2704 }
2705
2706 /**
2707  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2708  * @mm: mm_struct to charge
2709  * @nr_pages: number of pages to charge
2710  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2711  *
2712  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2713  * NULL the charge failed.
2714  */
2715 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2716                                  gfp_t gfp_mask,
2717                                  unsigned int nr_pages,
2718                                  bool oom)
2719
2720 {
2721         struct mem_cgroup *memcg;
2722         int ret;
2723
2724         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2725         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2726         css_put(&memcg->css);
2727         if (ret == -EINTR)
2728                 memcg = root_mem_cgroup;
2729         else if (ret)
2730                 memcg = NULL;
2731
2732         return memcg;
2733 }
2734
2735 /*
2736  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2737  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2738  * gotten by try_charge().
2739  */
2740 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2741                                        unsigned int nr_pages)
2742 {
2743         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2744                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2745
2746                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2747                 if (do_swap_account)
2748                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2749         }
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2754  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2755  */
2756 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2757                                         unsigned int nr_pages)
2758 {
2759         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2760
2761         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2762                 return;
2763
2764         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2765         if (do_swap_account)
2766                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2767                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2768 }
2769
2770 /*
2771  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2772  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2773  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2774  * called against removed memcg.)
2775  */
2776 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2777 {
2778         /* ID 0 is unused ID */
2779         if (!id)
2780                 return NULL;
2781         return mem_cgroup_from_id(id);
2782 }
2783
2784 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2785 {
2786         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2787         struct page_cgroup *pc;
2788         unsigned short id;
2789         swp_entry_t ent;
2790
2791         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2792
2793         pc = lookup_page_cgroup(page);
2794         lock_page_cgroup(pc);
2795         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2796                 memcg = pc->mem_cgroup;
2797                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2798                         memcg = NULL;
2799         } else if (PageSwapCache(page)) {
2800                 ent.val = page_private(page);
2801                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2802                 rcu_read_lock();
2803                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2804                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2805                         memcg = NULL;
2806                 rcu_read_unlock();
2807         }
2808         unlock_page_cgroup(pc);
2809         return memcg;
2810 }
2811
2812 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2813                                        struct page *page,
2814                                        unsigned int nr_pages,
2815                                        enum charge_type ctype,
2816                                        bool lrucare)
2817 {
2818         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2819         struct zone *uninitialized_var(zone);
2820         struct lruvec *lruvec;
2821         bool was_on_lru = false;
2822         bool anon;
2823
2824         lock_page_cgroup(pc);
2825         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2826         /*
2827          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2828          * accessed by any other context at this point.
2829          */
2830
2831         /*
2832          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2833          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2834          */
2835         if (lrucare) {
2836                 zone = page_zone(page);
2837                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2838                 if (PageLRU(page)) {
2839                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2840                         ClearPageLRU(page);
2841                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2842                         was_on_lru = true;
2843                 }
2844         }
2845
2846         pc->mem_cgroup = memcg;
2847         /*
2848          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2849          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2850          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2851          * before USED bit, we need memory barrier here.
2852          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2853          */
2854         smp_wmb();
2855         SetPageCgroupUsed(pc);
2856
2857         if (lrucare) {
2858                 if (was_on_lru) {
2859                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2860                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2861                         SetPageLRU(page);
2862                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2863                 }
2864                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2865         }
2866
2867         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2868                 anon = true;
2869         else
2870                 anon = false;
2871
2872         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2873         unlock_page_cgroup(pc);
2874
2875         /*
2876          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2877          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2878          * if they exceeds softlimit.
2879          */
2880         memcg_check_events(memcg, page);
2881 }
2882
2883 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2884
2885 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2886 /*
2887  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2888  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2889  */
2890 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2891
2892 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2893
2894 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2895 {
2896         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2897                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2898 }
2899
2900 /*
2901  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2902  * in the memcg_cache_params struct.
2903  */
2904 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2905 {
2906         struct kmem_cache *cachep;
2907
2908         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2909         cachep = p->root_cache;
2910         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2911 }
2912
2913 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2914 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2915 {
2916         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2917         struct memcg_cache_params *params;
2918
2919         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2920                 return -EIO;
2921
2922         print_slabinfo_header(m);
2923
2924         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2925         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2926                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2927         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2928
2929         return 0;
2930 }
2931 #endif
2932
2933 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2934 {
2935         struct res_counter *fail_res;
2936         int ret = 0;
2937
2938         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2939         if (ret)
2940                 return ret;
2941
2942         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2943                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2944         if (ret == -EINTR)  {
2945                 /*
2946                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2947                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2948                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2949                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2950                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2951                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2952                  * our minds.
2953                  *
2954                  * This condition will only trigger if the task entered
2955                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2956                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2957                  * dying when the allocation triggers should have been already
2958                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2959                  */
2960                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2961                 if (do_swap_account)
2962                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2963                                                   &fail_res);
2964                 ret = 0;
2965         } else if (ret)
2966                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2967
2968         return ret;
2969 }
2970
2971 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2972 {
2973         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2974         if (do_swap_account)
2975                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2976
2977         /* Not down to 0 */
2978         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2979                 return;
2980
2981         /*
2982          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2983          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2984          * outliving the memcg existence.
2985          *
2986          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2987          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2988          */
2989         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2990                 css_put(&memcg->css);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2995  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2996  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2997  */
2998 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2999 {
3000         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3001 }
3002
3003 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3004 {
3005         ssize_t size;
3006         if (num_groups <= 0)
3007                 return 0;
3008
3009         size = 2 * num_groups;
3010         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3011                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3012         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3013                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3014
3015         return size;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3020  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3021  * calling this.
3022  */
3023 void memcg_update_array_size(int num)
3024 {
3025         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3026                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3027 }
3028
3029 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3030 {
3031         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3032
3033         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3034
3035         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3036                 int i;
3037                 struct memcg_cache_params *new_params;
3038                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3039
3040                 size *= sizeof(void *);
3041                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3042
3043                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3044                 if (!new_params)
3045                         return -ENOMEM;
3046
3047                 new_params->is_root_cache = true;
3048
3049                 /*
3050                  * There is the chance it will be bigger than
3051                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3052                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3053                  * have a bigger array.
3054                  *
3055                  * But if that is the case, the data after
3056                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3057                  */
3058                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3059                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3060                                 continue;
3061                         new_params->memcg_caches[i] =
3062                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3063                 }
3064
3065                 /*
3066                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3067                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3068                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3069                  *
3070                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3071                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3072                  * anyway.
3073                  */
3074                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3075                 if (cur_params)
3076                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3077         }
3078         return 0;
3079 }
3080
3081 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3082                              struct kmem_cache *root_cache)
3083 {
3084         size_t size;
3085
3086         if (!memcg_kmem_enabled())
3087                 return 0;
3088
3089         if (!memcg) {
3090                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3091                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3092         } else
3093                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3094
3095         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3096         if (!s->memcg_params)
3097                 return -ENOMEM;
3098
3099         if (memcg) {
3100                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3101                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3102                 css_get(&memcg->css);
3103         } else
3104                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3105
3106         return 0;
3107 }
3108
3109 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3110 {
3111         if (!s->memcg_params)
3112                 return;
3113         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3114                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3115         kfree(s->memcg_params);
3116 }
3117
3118 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3119                                  struct kmem_cache *root_cache)
3120 {
3121         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3122                                                      memcg_slab_mutex */
3123         struct kmem_cache *cachep;
3124         int id;
3125
3126         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3127
3128         id = memcg_cache_id(memcg);
3129
3130         /*
3131          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3132          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3133          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3134          */
3135         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3136                 return;
3137
3138         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3139         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3140         /*
3141          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3142          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3143          * cache.
3144          */
3145         if (!cachep)
3146                 return;
3147
3148         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3149
3150         /*
3151          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3152          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3153          * initialized.
3154          */
3155         smp_wmb();
3156
3157         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3158         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3159 }
3160
3161 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3162 {
3163         struct kmem_cache *root_cache;
3164         struct mem_cgroup *memcg;
3165         int id;
3166
3167         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3168
3169         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3170
3171         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3172         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3173         id = memcg_cache_id(memcg);
3174
3175         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3176         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3177
3178         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3179
3180         kmem_cache_destroy(cachep);
3181 }
3182
3183 /*
3184  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3185  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3186  * enqueing new caches to be created.
3187  *
3188  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3189  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3190  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3191  * objects during debug.
3192  *
3193  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3194  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3195  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3196  * cache again, failing at the same point.
3197  *
3198  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3199  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3200  * inside the following two functions.
3201  */
3202 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3203 {
3204         VM_BUG_ON(!current->mm);
3205         current->memcg_kmem_skip_account++;
3206 }
3207
3208 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3209 {
3210         VM_BUG_ON(!current->mm);
3211         current->memcg_kmem_skip_account--;
3212 }
3213
3214 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3215 {
3216         struct kmem_cache *c;
3217         int i, failed = 0;
3218
3219         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3220         for_each_memcg_cache_index(i) {
3221                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3222                 if (!c)
3223                         continue;
3224
3225                 memcg_unregister_cache(c);
3226
3227                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3228                         failed++;
3229         }
3230         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3231         return failed;
3232 }
3233
3234 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3235 {
3236         struct kmem_cache *cachep;
3237         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3238
3239         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3240                 return;
3241
3242         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3243         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3244                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3245                 kmem_cache_shrink(cachep);
3246                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3247                         memcg_unregister_cache(cachep);
3248         }
3249         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3250 }
3251
3252 struct memcg_register_cache_work {
3253         struct mem_cgroup *memcg;
3254         struct kmem_cache *cachep;
3255         struct work_struct work;
3256 };
3257
3258 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3259 {
3260         struct memcg_register_cache_work *cw =
3261                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3262         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3263         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3264
3265         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3266         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3267         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3268
3269         css_put(&memcg->css);
3270         kfree(cw);
3271 }
3272
3273 /*
3274  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3275  */
3276 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3277                                             struct kmem_cache *cachep)
3278 {
3279         struct memcg_register_cache_work *cw;
3280
3281         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3282         if (cw == NULL) {
3283                 css_put(&memcg->css);
3284                 return;
3285         }
3286
3287         cw->memcg = memcg;
3288         cw->cachep = cachep;
3289
3290         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3291         schedule_work(&cw->work);
3292 }
3293
3294 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3295                                           struct kmem_cache *cachep)
3296 {
3297         /*
3298          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3299          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3300          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3301          *
3302          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3303          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3304          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3305          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3306          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3307          */
3308         memcg_stop_kmem_account();
3309         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3310         memcg_resume_kmem_account();
3311 }
3312
3313 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3314 {
3315         int res;
3316
3317         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3318                                 PAGE_SIZE << order);
3319         if (!res)
3320                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3321         return res;
3322 }
3323
3324 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3325 {
3326         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3327         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3328 }
3329
3330 /*
3331  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3332  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3333  *
3334  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3335  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3336  * in a workqueue.
3337  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3338  * the original cache.
3339  *
3340  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3341  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3342  */
3343 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3344                                           gfp_t gfp)
3345 {
3346         struct mem_cgroup *memcg;
3347         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3348
3349         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3350         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3351
3352         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3353                 return cachep;
3354
3355         rcu_read_lock();
3356         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3357
3358         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3359                 goto out;
3360
3361         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3362         if (likely(memcg_cachep)) {
3363                 cachep = memcg_cachep;
3364                 goto out;
3365         }
3366
3367         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3368         if (!css_tryget(&memcg->css))
3369                 goto out;
3370         rcu_read_unlock();
3371
3372         /*
3373          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3374          * context), we could be be predictable and return right away.
3375          * This would guarantee that the allocation being performed
3376          * already belongs in the new cache.
3377          *
3378          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3379          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3380          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3381          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3382          * defer everything.
3383          */
3384         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3385         return cachep;
3386 out:
3387         rcu_read_unlock();
3388         return cachep;
3389 }
3390
3391 /*
3392  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3393  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3394  * need a further commit step to do the final arrangements.
3395  *
3396  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3397  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3398  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3399  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3400  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3401  * the compiled-out case as well.
3402  *
3403  * Returning true means the allocation is possible.
3404  */
3405 bool
3406 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3407 {
3408         struct mem_cgroup *memcg;
3409         int ret;
3410
3411         *_memcg = NULL;
3412
3413         /*
3414          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3415          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3416          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3417          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3418          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3419          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3420          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3421          * altogether.
3422          *
3423          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3424          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3425          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3426          * the SLUB allocator:
3427          *
3428          *      memcg_stop_kmem_account();
3429          *      kmalloc(<large_number>)
3430          *      memcg_resume_kmem_account();
3431          *
3432          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3433          * since it will drive us directly to this function without passing
3434          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3435          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3436          * cache arrays. We bring this test here.
3437          */
3438         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3439                 return true;
3440
3441         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3442
3443         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3444                 css_put(&memcg->css);
3445                 return true;
3446         }
3447
3448         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3449         if (!ret)
3450                 *_memcg = memcg;
3451
3452         css_put(&memcg->css);
3453         return (ret == 0);
3454 }
3455
3456 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3457                               int order)
3458 {
3459         struct page_cgroup *pc;
3460
3461         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3462
3463         /* The page allocation failed. Revert */
3464         if (!page) {
3465                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3466                 return;
3467         }
3468
3469         pc = lookup_page_cgroup(page);
3470         lock_page_cgroup(pc);
3471         pc->mem_cgroup = memcg;
3472         SetPageCgroupUsed(pc);
3473         unlock_page_cgroup(pc);
3474 }
3475
3476 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3477 {
3478         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3479         struct page_cgroup *pc;
3480
3481
3482         pc = lookup_page_cgroup(page);
3483         /*
3484          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3485          * check again after locking.
3486          */
3487         if (!PageCgroupUsed(pc))
3488                 return;
3489
3490         lock_page_cgroup(pc);
3491         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3492                 memcg = pc->mem_cgroup;
3493                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3494         }
3495         unlock_page_cgroup(pc);
3496
3497         /*
3498          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3499          * is a valid allocation
3500          */
3501         if (!memcg)
3502                 return;
3503
3504         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3505         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3506 }
3507 #else
3508 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3509 {
3510 }
3511 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3512
3513 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3514
3515 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3516 /*
3517  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3518  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3519  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3520  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3521  */
3522 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3523 {
3524         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3525         struct page_cgroup *pc;
3526         struct mem_cgroup *memcg;
3527         int i;
3528
3529         if (mem_cgroup_disabled())
3530                 return;
3531
3532         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3533         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3534                 pc = head_pc + i;
3535                 pc->mem_cgroup = memcg;
3536                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3537                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3538         }
3539         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3540                        HPAGE_PMD_NR);
3541 }
3542 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3543
3544 /**
3545  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3546  * @page: the page
3547  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3548  * @pc: page_cgroup of the page.
3549  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3550  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3551  *
3552  * The caller must confirm following.
3553  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3554  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3555  *
3556  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3557  * from old cgroup.
3558  */
3559 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3560                                    unsigned int nr_pages,
3561                                    struct page_cgroup *pc,
3562                                    struct mem_cgroup *from,
3563                                    struct mem_cgroup *to)
3564 {
3565         unsigned long flags;
3566         int ret;
3567         bool anon = PageAnon(page);
3568
3569         VM_BUG_ON(from == to);
3570         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3571         /*
3572          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3573          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3574          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3575          * hold it.
3576          */
3577         ret = -EBUSY;
3578         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3579                 goto out;
3580
3581         lock_page_cgroup(pc);
3582
3583         ret = -EINVAL;
3584         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3585                 goto unlock;
3586
3587         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3588
3589         if (!anon && page_mapped(page)) {
3590                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3591                                nr_pages);
3592                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3593                                nr_pages);
3594         }
3595
3596         if (PageWriteback(page)) {
3597                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3598                                nr_pages);
3599                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3600                                nr_pages);
3601         }
3602
3603         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3604
3605         /* caller should have done css_get */
3606         pc->mem_cgroup = to;
3607         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3608         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3609         ret = 0;
3610 unlock:
3611         unlock_page_cgroup(pc);
3612         /*
3613          * check events
3614          */
3615         memcg_check_events(to, page);
3616         memcg_check_events(from, page);
3617 out:
3618         return ret;
3619 }
3620
3621 /**
3622  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3623  * @page: the page to move
3624  * @pc: page_cgroup of the page
3625  * @child: page's cgroup
3626  *
3627  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3628  * parent (aka use_hierarchy==0).
3629  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3630  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3631  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3632  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3633  * on the next attempt and the call should be retried later.
3634  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3635  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3636  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3637  * LRU or vanish.
3638  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3639  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3640  * disappear in the next attempt.
3641  */
3642 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3643                                   struct page_cgroup *pc,
3644                                   struct mem_cgroup *child)
3645 {
3646         struct mem_cgroup *parent;
3647         unsigned int nr_pages;
3648         unsigned long uninitialized_var(flags);
3649         int ret;
3650
3651         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3652
3653         ret = -EBUSY;
3654         if (!get_page_unless_zero(page))
3655                 goto out;
3656         if (isolate_lru_page(page))
3657                 goto put;
3658
3659         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3660
3661         parent = parent_mem_cgroup(child);
3662         /*
3663          * If no parent, move charges to root cgroup.
3664          */
3665         if (!parent)
3666                 parent = root_mem_cgroup;
3667
3668         if (nr_pages > 1) {
3669                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3670                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3671         }
3672
3673         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3674                                 pc, child, parent);
3675         if (!ret)
3676                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3677
3678         if (nr_pages > 1)
3679                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3680         putback_lru_page(page);
3681 put:
3682         put_page(page);
3683 out:
3684         return ret;
3685 }
3686
3687 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3688                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3689 {
3690         unsigned int nr_pages = 1;
3691         struct mem_cgroup *memcg;
3692         bool oom = true;
3693
3694         if (mem_cgroup_disabled())
3695                 return 0;
3696
3697         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3698         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3699         VM_BUG_ON(!mm);
3700
3701         if (PageTransHuge(page)) {
3702                 nr_pages <<= compound_order(page);
3703                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3704                 /*
3705                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3706                  * fault handler will fall back to regular pages.
3707                  */
3708                 oom = false;
3709         }
3710
3711         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3712         if (!memcg)
3713                 return -ENOMEM;
3714         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3715                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3716         return 0;
3717 }
3718
3719 /*
3720  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3721  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3722  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3723  * "commit()" or removed by "cancel()"
3724  */
3725 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3726                                           struct page *page,
3727                                           gfp_t mask,
3728                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3729 {
3730         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3731         struct page_cgroup *pc;
3732         int ret;
3733
3734         pc = lookup_page_cgroup(page);
3735         /*
3736          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3737          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3738          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3739          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3740          * in turn serializes uncharging.
3741          */
3742         if (PageCgroupUsed(pc))
3743                 goto out;
3744         if (do_swap_account)
3745                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3746         if (!memcg)
3747                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3748         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3749         css_put(&memcg->css);
3750         if (ret == -EINTR)
3751                 memcg = root_mem_cgroup;
3752         else if (ret)
3753                 return ret;
3754 out:
3755         *memcgp = memcg;
3756         return 0;
3757 }
3758
3759 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3760                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3761 {
3762         if (mem_cgroup_disabled()) {
3763                 *memcgp = NULL;
3764                 return 0;
3765         }
3766         /*
3767          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3768          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3769          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3770          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3771          */
3772         if (!PageSwapCache(page)) {
3773                 struct mem_cgroup *memcg;
3774
3775                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3776                 if (!memcg)
3777                         return -ENOMEM;
3778                 *memcgp = memcg;
3779                 return 0;
3780         }
3781         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3782 }
3783
3784 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3785 {
3786         if (mem_cgroup_disabled())
3787                 return;
3788         if (!memcg)
3789                 return;
3790         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3791 }
3792
3793 static void
3794 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3795                                         enum charge_type ctype)
3796 {
3797         if (mem_cgroup_disabled())
3798                 return;
3799         if (!memcg)
3800                 return;
3801
3802         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3803         /*
3804          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3805          * counted both as mem and swap....double count.
3806          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3807          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3808          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3809          */
3810         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3811                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3812                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3813         }
3814 }
3815
3816 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3817                                      struct mem_cgroup *memcg)
3818 {
3819         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3820                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3821 }
3822
3823 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3824                                 gfp_t gfp_mask)
3825 {
3826         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3827         struct mem_cgroup *memcg;
3828         int ret;
3829
3830         if (mem_cgroup_disabled())
3831                 return 0;
3832         if (PageCompound(page))
3833                 return 0;
3834
3835         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3836                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3837                                                      gfp_mask, &memcg);
3838                 if (ret)
3839                         return ret;
3840                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3841                 return 0;
3842         }
3843
3844         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3845         if (!memcg)
3846                 return -ENOMEM;
3847         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3852                                    unsigned int nr_pages,
3853                                    const enum charge_type ctype)
3854 {
3855         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3856         bool uncharge_memsw = true;
3857
3858         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3859         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3860                 uncharge_memsw = false;
3861
3862         batch = &current->memcg_batch;
3863         /*
3864          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3865          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3866          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3867          */
3868         if (!batch->memcg)
3869                 batch->memcg = memcg;
3870         /*
3871          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3872          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3873          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3874          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3875          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3876          */
3877
3878         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3879                 goto direct_uncharge;
3880
3881         if (nr_pages > 1)
3882                 goto direct_uncharge;
3883
3884         /*
3885          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3886          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3887          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3888          */
3889         if (batch->memcg != memcg)
3890                 goto direct_uncharge;
3891         /* remember freed charge and uncharge it later */
3892         batch->nr_pages++;
3893         if (uncharge_memsw)
3894                 batch->memsw_nr_pages++;
3895         return;
3896 direct_uncharge:
3897         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3898         if (uncharge_memsw)
3899                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3900         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3901                 memcg_oom_recover(memcg);
3902 }
3903
3904 /*
3905  * uncharge if !page_mapped(page)
3906  */
3907 static struct mem_cgroup *
3908 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3909                              bool end_migration)
3910 {
3911         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3912         unsigned int nr_pages = 1;
3913         struct page_cgroup *pc;
3914         bool anon;
3915
3916         if (mem_cgroup_disabled())
3917                 return NULL;
3918
3919         if (PageTransHuge(page)) {
3920                 nr_pages <<= compound_order(page);
3921                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3922         }
3923         /*
3924          * Check if our page_cgroup is valid
3925          */
3926         pc = lookup_page_cgroup(page);
3927         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3928                 return NULL;
3929
3930         lock_page_cgroup(pc);
3931
3932         memcg = pc->mem_cgroup;
3933
3934         if (!PageCgroupUsed(pc))
3935                 goto unlock_out;
3936
3937         anon = PageAnon(page);
3938
3939         switch (ctype) {
3940         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3941                 /*
3942                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3943                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3944                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3945                  */
3946                 anon = true;
3947                 /* fallthrough */
3948         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3949                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3950                 if (page_mapped(page))
3951                         goto unlock_out;
3952                 /*
3953                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3954                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3955                  * unused post-migration page and so it has to call
3956                  * here with the migration bit still set.  See the
3957                  * res_counter handling below.
3958                  */
3959                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3960                         goto unlock_out;
3961                 break;
3962         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3963                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3964                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3965                                 goto unlock_out;
3966                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3967                                 goto unlock_out;
3968                 break;
3969         default:
3970                 break;
3971         }
3972
3973         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3974
3975         ClearPageCgroupUsed(pc);
3976         /*
3977          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3978          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3979          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3980          * special functions.
3981          */
3982
3983         unlock_page_cgroup(pc);
3984         /*
3985          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3986          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3987          */
3988         memcg_check_events(memcg, page);
3989         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3990                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3991                 css_get(&memcg->css);
3992         }
3993         /*
3994          * Migration does not charge the res_counter for the
3995          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3996          * page that is unused after the migration.
3997          */
3998         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3999                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4000
4001         return memcg;
4002
4003 unlock_out:
4004         unlock_page_cgroup(pc);
4005         return NULL;
4006 }
4007
4008 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4009 {
4010         /* early check. */
4011         if (page_mapped(page))
4012                 return;
4013         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4014         /*
4015          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4016          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4017          * and handles memcg lifetime.
4018          *
4019          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4020          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4021          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4022          * 0, there won't be any page table references to the swap
4023          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4024          * page to disk.
4025          */
4026         if (PageSwapCache(page))
4027                 return;
4028         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4029 }
4030
4031 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4032 {
4033         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4034         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4035         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4036 }
4037
4038 /*
4039  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4040  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4041  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4042  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4043  * This may be called prural(2) times in a context,
4044  */
4045
4046 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4047 {
4048         current->memcg_batch.do_batch++;
4049         /* We can do nest. */
4050         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4051                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4052                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4053                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4054         }
4055 }
4056
4057 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4058 {
4059         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4060
4061         if (!batch->do_batch)
4062                 return;
4063
4064         batch->do_batch--;
4065         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4066                 return;
4067
4068         if (!batch->memcg)
4069                 return;
4070         /*
4071          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4072          * bacause we hide charges behind us.
4073          */
4074         if (batch->nr_pages)
4075                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4076                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4077         if (batch->memsw_nr_pages)
4078                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4079                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4080         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4081         /* forget this pointer (for sanity check) */
4082         batch->memcg = NULL;
4083 }
4084
4085 #ifdef CONFIG_SWAP
4086 /*
4087  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4088  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4089  */
4090 void
4091 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4092 {
4093         struct mem_cgroup *memcg;
4094         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4095
4096         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4097                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4098
4099         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4100
4101         /*
4102          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4103          * css_get() was called in uncharge().
4104          */
4105         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4106                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4107 }
4108 #endif
4109
4110 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4111 /*
4112  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4113  * uncharge "memsw" account.
4114  */
4115 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4116 {
4117         struct mem_cgroup *memcg;
4118         unsigned short id;
4119
4120         if (!do_swap_account)
4121                 return;
4122
4123         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4124         rcu_read_lock();
4125         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4126         if (memcg) {
4127                 /*
4128                  * We uncharge this because swap is freed.
4129                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4130                  */
4131                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4132                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4133                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4134                 css_put(&memcg->css);
4135         }
4136         rcu_read_unlock();
4137 }
4138
4139 /**
4140  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4141  * @entry: swap entry to be moved
4142  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4143  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4144  *
4145  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4146  * as the mem_cgroup's id of @from.
4147  *
4148  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4149  *
4150  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4151  * both res and memsw, and called css_get().
4152  */
4153 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4154                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4155 {
4156         unsigned short old_id, new_id;
4157
4158         old_id = mem_cgroup_id(from);
4159         new_id = mem_cgroup_id(to);
4160
4161         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4162                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4163                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4164                 /*
4165                  * This function is only called from task migration context now.
4166                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4167                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4168                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4169                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4170                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4171                  *
4172                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4173                  * alive, so we can just call css_get().
4174                  */
4175                 css_get(&to->css);
4176                 return 0;
4177         }
4178         return -EINVAL;
4179 }
4180 #else
4181 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4182                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4183 {
4184         return -EINVAL;
4185 }
4186 #endif
4187
4188 /*
4189  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4190  * page belongs to.
4191  */
4192 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4193                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4194 {
4195         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4196         unsigned int nr_pages = 1;
4197         struct page_cgroup *pc;
4198         enum charge_type ctype;
4199
4200         *memcgp = NULL;
4201
4202         if (mem_cgroup_disabled())
4203                 return;
4204
4205         if (PageTransHuge(page))
4206                 nr_pages <<= compound_order(page);
4207
4208         pc = lookup_page_cgroup(page);
4209         lock_page_cgroup(pc);
4210         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4211                 memcg = pc->mem_cgroup;
4212                 css_get(&memcg->css);
4213                 /*
4214                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4215                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4216                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4217                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4218                  * until end_migration() is called
4219                  *
4220                  * Corner Case Thinking
4221                  * A)
4222                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4223                  * while migration was ongoing.
4224                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4225                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4226                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4227                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4228                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4229                  *
4230                  * B)
4231                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4232                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4233                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4234                  * without charging it again.
4235                  *
4236                  * C)
4237                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4238                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4239                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4240                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4241                  */
4242                 if (PageAnon(page))
4243                         SetPageCgroupMigration(pc);
4244         }
4245         unlock_page_cgroup(pc);
4246         /*
4247          * If the page is not charged at this point,
4248          * we return here.
4249          */
4250         if (!memcg)
4251                 return;
4252
4253         *memcgp = memcg;
4254         /*
4255          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4256          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4257          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4258          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4259          */
4260         if (PageAnon(page))
4261                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4262         else
4263                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4264         /*
4265          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4266          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4267          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4268          */
4269         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4270 }
4271
4272 /* remove redundant charge if migration failed*/
4273 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4274         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4275 {
4276         struct page *used, *unused;
4277         struct page_cgroup *pc;
4278         bool anon;
4279
4280         if (!memcg)
4281                 return;
4282
4283         if (!migration_ok) {
4284                 used = oldpage;
4285                 unused = newpage;
4286         } else {
4287                 used = newpage;
4288                 unused = oldpage;
4289         }
4290         anon = PageAnon(used);
4291         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4292                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4293                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4294                                      true);
4295         css_put(&memcg->css);
4296         /*
4297          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4298          * of the page goes down to zero, temporarly.
4299          * Clear the flag and check the page should be charged.
4300          */
4301         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4302         lock_page_cgroup(pc);
4303         ClearPageCgroupMigration(pc);
4304         unlock_page_cgroup(pc);
4305
4306         /*
4307          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4308          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4309          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4310          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4311          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4312          * check. (see prepare_charge() also)
4313          */
4314         if (anon)
4315                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4316 }
4317
4318 /*
4319  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4320  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4321  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4322  */
4323 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4324                                   struct page *newpage)
4325 {
4326         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4327         struct page_cgroup *pc;
4328         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4329
4330         if (mem_cgroup_disabled())
4331                 return;
4332
4333         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4334         /* fix accounting on old pages */
4335         lock_page_cgroup(pc);
4336         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4337                 memcg = pc->mem_cgroup;
4338                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4339                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4340         }
4341         unlock_page_cgroup(pc);
4342
4343         /*
4344          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4345          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4346          */
4347         if (!memcg)
4348                 return;
4349         /*
4350          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4351          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4352          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4353          */
4354         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4355 }
4356
4357 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4358 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4359 {
4360         struct page_cgroup *pc;
4361
4362         pc = lookup_page_cgroup(page);
4363         /*
4364          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4365          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4366          * or when mem_cgroup_disabled().
4367          */
4368         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4369                 return pc;
4370         return NULL;
4371 }
4372
4373 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4374 {
4375         if (mem_cgroup_disabled())
4376                 return false;
4377
4378         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4379 }
4380
4381 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4382 {
4383         struct page_cgroup *pc;
4384
4385         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4386         if (pc) {
4387                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4388                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4389         }
4390 }
4391 #endif
4392
4393 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4394                                 unsigned long long val)
4395 {
4396         int retry_count;
4397         u64 memswlimit, memlimit;
4398         int ret = 0;
4399         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4400         u64 curusage, oldusage;
4401         int enlarge;
4402
4403         /*
4404          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4405          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4406          * of # of children which we should visit in this loop.
4407          */
4408         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4409
4410         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4411
4412         enlarge = 0;
4413         while (retry_count) {
4414                 if (signal_pending(current)) {
4415                         ret = -EINTR;
4416                         break;
4417                 }
4418                 /*
4419                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4420                  * open coded manner. You see what this really does.
4421                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4422                  */
4423                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4424                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4425                 if (memswlimit < val) {
4426                         ret = -EINVAL;
4427                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4428                         break;
4429                 }
4430
4431                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4432                 if (memlimit < val)
4433                         enlarge = 1;
4434
4435                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4436                 if (!ret) {
4437                         if (memswlimit == val)
4438                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4439                         else
4440                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4441                 }
4442                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4443
4444                 if (!ret)
4445                         break;
4446
4447                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4448                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4449                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4450                 /* Usage is reduced ? */
4451                 if (curusage >= oldusage)
4452                         retry_count--;
4453                 else
4454                         oldusage = curusage;
4455         }
4456         if (!ret && enlarge)
4457                 memcg_oom_recover(memcg);
4458
4459         return ret;
4460 }
4461
4462 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4463                                         unsigned long long val)
4464 {
4465         int retry_count;
4466         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4467         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4468         int ret = -EBUSY;
4469         int enlarge = 0;
4470
4471         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4472         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4473         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4474         while (retry_count) {
4475                 if (signal_pending(current)) {
4476                         ret = -EINTR;
4477                         break;
4478                 }
4479                 /*
4480                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4481                  * open coded manner. You see what this really does.
4482                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4483                  */
4484                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4485                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4486                 if (memlimit > val) {
4487                         ret = -EINVAL;
4488                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4489                         break;
4490                 }
4491                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4492                 if (memswlimit < val)
4493                         enlarge = 1;
4494                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4495                 if (!ret) {
4496                         if (memlimit == val)
4497                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4498                         else
4499                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4500                 }
4501                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4502
4503                 if (!ret)
4504                         break;
4505
4506                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4507                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4508                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4509                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4510                 /* Usage is reduced ? */
4511                 if (curusage >= oldusage)
4512                         retry_count--;
4513                 else
4514                         oldusage = curusage;
4515         }
4516         if (!ret && enlarge)
4517                 memcg_oom_recover(memcg);
4518         return ret;
4519 }
4520
4521 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4522                                             gfp_t gfp_mask,
4523                                             unsigned long *total_scanned)
4524 {
4525         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4526         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4527         unsigned long reclaimed;
4528         int loop = 0;
4529         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4530         unsigned long long excess;
4531         unsigned long nr_scanned;
4532
4533         if (order > 0)
4534                 return 0;
4535
4536         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4537         /*
4538          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4539          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4540          * pressure
4541          */
4542         do {
4543                 if (next_mz)
4544                         mz = next_mz;
4545                 else
4546                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4547                 if (!mz)
4548                         break;
4549
4550                 nr_scanned = 0;
4551                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4552                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4553                 nr_reclaimed += reclaimed;
4554                 *total_scanned += nr_scanned;
4555                 spin_lock(&mctz->lock);
4556
4557                 /*
4558                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4559                  * it is time to move on to the next cgroup
4560                  */
4561                 next_mz = NULL;
4562                 if (!reclaimed) {
4563                         do {
4564                                 /*
4565                                  * Loop until we find yet another one.
4566                                  *
4567                                  * By the time we get the soft_limit lock
4568                                  * again, someone might have aded the
4569                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4570                                  * make sure we get a different mem.
4571                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4572                                  * NULL if no other cgroup is present on
4573                                  * the tree
4574                                  */
4575                                 next_mz =
4576                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4577                                 if (next_mz == mz)
4578                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4579                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4580                                         break;
4581                         } while (1);
4582                 }
4583                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
4584                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4585                 /*
4586                  * One school of thought says that we should not add
4587                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4588                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4589                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4590                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4591                  * term TODO.
4592                  */
4593                 /* If excess == 0, no tree ops */
4594                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
4595                 spin_unlock(&mctz->lock);
4596                 css_put(&mz->memcg->css);
4597                 loop++;
4598                 /*
4599                  * Could not reclaim anything and there are no more
4600                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4601                  * reclaiming anything.
4602                  */
4603                 if (!nr_reclaimed &&
4604                         (next_mz == NULL ||
4605                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4606                         break;
4607         } while (!nr_reclaimed);
4608         if (next_mz)
4609                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4610         return nr_reclaimed;
4611 }
4612
4613 /**
4614  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4615  * @memcg: group to clear
4616  * @node: NUMA node
4617  * @zid: zone id
4618  * @lru: lru to to clear
4619  *
4620  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4621  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4622  * group.
4623  */
4624 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4625                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4626 {
4627         struct lruvec *lruvec;
4628         unsigned long flags;
4629         struct list_head *list;
4630         struct page *busy;
4631         struct zone *zone;
4632
4633         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4634         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4635         list = &lruvec->lists[lru];
4636
4637         busy = NULL;
4638         do {
4639                 struct page_cgroup *pc;
4640                 struct page *page;
4641
4642                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4643                 if (list_empty(list)) {
4644                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4645                         break;
4646                 }
4647                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4648                 if (busy == page) {
4649                         list_move(&page->lru, list);
4650                         busy = NULL;
4651                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4652                         continue;
4653                 }
4654                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4655
4656                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4657
4658                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4659                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4660                         busy = page;
4661                 } else
4662                         busy = NULL;
4663                 cond_resched();
4664         } while (!list_empty(list));
4665 }
4666
4667 /*
4668  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4669  * all the charges and pages to the parent.
4670  * This enables deleting this mem_cgroup.
4671  *
4672  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4673  */
4674 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4675 {
4676         int node, zid;
4677         u64 usage;
4678
4679         do {
4680                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4681                 lru_add_drain_all();
4682                 drain_all_stock_sync(memcg);
4683                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4684                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4685                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4686                                 enum lru_list lru;
4687                                 for_each_lru(lru) {
4688                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4689                                                         node, zid, lru);
4690                                 }
4691                         }
4692                 }
4693                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4694                 memcg_oom_recover(memcg);
4695                 cond_resched();
4696
4697                 /*
4698                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4699                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4700                  * expect their value to drop to 0 here.
4701                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4702                  *
4703                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4704                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4705                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4706                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4707                  * charge before adding to the LRU.
4708                  */
4709                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4710                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4711         } while (usage > 0);
4712 }
4713
4714 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4715 {
4716         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4717         /*
4718          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4719          * of children, but it prevents a new child from being
4720          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4721          * enough to decide whether hierarchically inherited
4722          * attributes can still be changed or not.
4723          */
4724         return memcg->use_hierarchy &&
4725                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4726 }
4727
4728 /*
4729  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4730  * the rest to the parent.
4731  *
4732  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4733  */
4734 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4735 {
4736         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4737         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4738
4739         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4740         if (cgroup_has_tasks(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4741                 return -EBUSY;
4742
4743         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4744         lru_add_drain_all();
4745         /* try to free all pages in this cgroup */
4746         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4747                 int progress;
4748
4749                 if (signal_pending(current))
4750                         return -EINTR;
4751
4752                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4753                                                 false);
4754                 if (!progress) {
4755                         nr_retries--;
4756                         /* maybe some writeback is necessary */
4757                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4758                 }
4759
4760         }
4761         lru_add_drain();
4762         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4763
4764         return 0;
4765 }
4766
4767 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4768                                         unsigned int event)
4769 {
4770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4771
4772         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4773                 return -EINVAL;
4774         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4775 }
4776
4777 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4778                                      struct cftype *cft)
4779 {
4780         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4781 }
4782
4783 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4784                                       struct cftype *cft, u64 val)
4785 {
4786         int retval = 0;
4787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4788         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4789
4790         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4791
4792         if (memcg->use_hierarchy == val)
4793                 goto out;
4794
4795         /*
4796          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4797          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4798          * occur, provided the current cgroup has no children.
4799          *
4800          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4801          * set if there are no children.
4802          */
4803         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4804                                 (val == 1 || val == 0)) {
4805                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
4806                         memcg->use_hierarchy = val;
4807                 else
4808                         retval = -EBUSY;
4809         } else
4810                 retval = -EINVAL;
4811
4812 out:
4813         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4814
4815         return retval;
4816 }
4817
4818
4819 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4820                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4821 {
4822         struct mem_cgroup *iter;
4823         long val = 0;
4824
4825         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4826         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4827                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4828
4829         if (val < 0) /* race ? */
4830                 val = 0;
4831         return val;
4832 }
4833
4834 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4835 {
4836         u64 val;
4837
4838         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4839                 if (!swap)
4840                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4841                 else
4842                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4843         }
4844
4845         /*
4846          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4847          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4848          */
4849         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4850         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4851
4852         if (swap)
4853                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4854
4855         return val << PAGE_SHIFT;
4856 }
4857
4858 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4859                                    struct cftype *cft)
4860 {
4861         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4862         u64 val;
4863         int name;
4864         enum res_type type;
4865
4866         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4867         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4868
4869         switch (type) {
4870         case _MEM:
4871                 if (name == RES_USAGE)
4872                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4873                 else
4874                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4875                 break;
4876         case _MEMSWAP:
4877                 if (name == RES_USAGE)
4878                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4879                 else
4880                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4881                 break;
4882         case _KMEM:
4883                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4884                 break;
4885         default:
4886                 BUG();
4887         }
4888
4889         return val;
4890 }
4891
4892 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4893 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4894 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4895                                  unsigned long long limit)
4896 {
4897         int err = 0;
4898         int memcg_id;
4899
4900         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4901                 return 0;
4902
4903         /*
4904          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4905          * cgroups so let's stop accounting here.
4906          */
4907         memcg_stop_kmem_account();
4908
4909         /*
4910          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4911          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4912          * already joined.
4913          *
4914          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4915          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4916          * place, which makes the value quite meaningless.
4917          *
4918          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4919          * of course permitted.
4920          */
4921         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4922         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
4923                 err = -EBUSY;
4924         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4925         if (err)
4926                 goto out;
4927
4928         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4929                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4930         if (memcg_id < 0) {
4931                 err = memcg_id;
4932                 goto out;
4933         }
4934
4935         /*
4936          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4937          * memcg_params.
4938          */
4939         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4940         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4941         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4942         if (err)
4943                 goto out_rmid;
4944
4945         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4946         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4947
4948         /*
4949          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4950          * active bit set yet, so this should succeed.
4951          */
4952         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4953         VM_BUG_ON(err);
4954
4955         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4956         /*
4957          * Setting the active bit after enabling static branching will
4958          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4959          * patched.
4960          */
4961         memcg_kmem_set_active(memcg);
4962 out:
4963         memcg_resume_kmem_account();
4964         return err;
4965
4966 out_rmid:
4967         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4968         goto out;
4969 }
4970
4971 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4972                                unsigned long long limit)
4973 {
4974         int ret;
4975
4976         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4977         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4978         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4979         return ret;
4980 }
4981
4982 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4983                                    unsigned long long val)
4984 {
4985         int ret;
4986
4987         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4988                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4989         else
4990                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4991         return ret;
4992 }
4993
4994 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4995 {
4996         int ret = 0;
4997         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4998
4999         if (!parent)
5000                 return 0;
5001
5002         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5003         /*
5004          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5005          * after this point, because it has at least one child already.
5006          */
5007         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5008                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5009         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5010         return ret;
5011 }
5012 #else
5013 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5014                                    unsigned long long val)
5015 {
5016         return -EINVAL;
5017 }
5018 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5019
5020 /*
5021  * The user of this function is...
5022  * RES_LIMIT.
5023  */
5024 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5025                             char *buffer)
5026 {
5027         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5028         enum res_type type;
5029         int name;
5030         unsigned long long val;
5031         int ret;
5032
5033         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5034         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5035
5036         switch (name) {
5037         case RES_LIMIT:
5038                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5039                         ret = -EINVAL;
5040                         break;
5041                 }
5042                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5043                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5044                 if (ret)
5045                         break;
5046                 if (type == _MEM)
5047                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5048                 else if (type == _MEMSWAP)
5049                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5050                 else if (type == _KMEM)
5051                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5052                 else
5053                         return -EINVAL;
5054                 break;
5055         case RES_SOFT_LIMIT:
5056                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5057                 if (ret)
5058                         break;
5059                 /*
5060                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5061                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5062                  * control without swap
5063                  */
5064                 if (type == _MEM)
5065                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5066                 else
5067                         ret = -EINVAL;
5068                 break;
5069         default:
5070                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5071                 break;
5072         }
5073         return ret;
5074 }
5075
5076 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5077                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5078 {
5079         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5080
5081         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5082         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5083         if (!memcg->use_hierarchy)
5084                 goto out;
5085
5086         while (css_parent(&memcg->css)) {
5087                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5088                 if (!memcg->use_hierarchy)
5089                         break;
5090                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5091                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5092                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5093                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5094         }
5095 out:
5096         *mem_limit = min_limit;
5097         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5098 }
5099
5100 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5101 {
5102         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5103         int name;
5104         enum res_type type;
5105
5106         type = MEMFILE_TYPE(event);
5107         name = MEMFILE_ATTR(event);
5108
5109         switch (name) {
5110         case RES_MAX_USAGE:
5111                 if (type == _MEM)
5112                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5113                 else if (type == _MEMSWAP)
5114                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5115                 else if (type == _KMEM)
5116                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5117                 else
5118                         return -EINVAL;
5119                 break;
5120         case RES_FAILCNT:
5121                 if (type == _MEM)
5122                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5123                 else if (type == _MEMSWAP)
5124                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5125                 else if (type == _KMEM)
5126                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5127                 else
5128                         return -EINVAL;
5129                 break;
5130         }
5131
5132         return 0;
5133 }
5134
5135 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5136                                         struct cftype *cft)
5137 {
5138         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5139 }
5140
5141 #ifdef CONFIG_MMU
5142 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5143                                         struct cftype *cft, u64 val)
5144 {
5145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5146
5147         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5148                 return -EINVAL;
5149
5150         /*
5151          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5152          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5153          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5154          * affect task migrations starting after the change.
5155          */
5156         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5157         return 0;
5158 }
5159 #else
5160 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5161                                         struct cftype *cft, u64 val)
5162 {
5163         return -ENOSYS;
5164 }
5165 #endif
5166
5167 #ifdef CONFIG_NUMA
5168 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5169 {
5170         struct numa_stat {
5171                 const char *name;
5172                 unsigned int lru_mask;
5173         };
5174
5175         static const struct numa_stat stats[] = {
5176                 { "total", LRU_ALL },
5177                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5178                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5179                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5180         };
5181         const struct numa_stat *stat;
5182         int nid;
5183         unsigned long nr;
5184         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5185
5186         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5187                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5188                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5189                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5190                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5191                                                           stat->lru_mask);
5192                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5193                 }
5194                 seq_putc(m, '\n');
5195         }
5196
5197         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5198                 struct mem_cgroup *iter;
5199
5200                 nr = 0;
5201                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5202                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5203                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5204                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5205                         nr = 0;
5206                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5207                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5208                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5209                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5210                 }
5211                 seq_putc(m, '\n');
5212         }
5213
5214         return 0;
5215 }
5216 #endif /* CONFIG_NUMA */
5217
5218 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5219 {
5220         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5221 }
5222
5223 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5224 {
5225         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5226         struct mem_cgroup *mi;
5227         unsigned int i;
5228
5229         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5230                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5231                         continue;
5232                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5233                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5234         }
5235
5236         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5237                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5238                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5239
5240         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5241                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5242                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5243
5244         /* Hierarchical information */
5245         {
5246                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5247                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5248                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5249                 if (do_swap_account)
5250                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5251                                    memsw_limit);
5252         }
5253
5254         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5255                 long long val = 0;
5256
5257                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5258                         continue;
5259                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5260                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5261                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5262         }
5263
5264         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5265                 unsigned long long val = 0;
5266
5267                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5268                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5269                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5270                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5271         }
5272
5273         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5274                 unsigned long long val = 0;
5275
5276                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5277                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5278                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5279         }
5280
5281 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5282         {
5283                 int nid, zid;
5284                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5285                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5286                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5287                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5288
5289                 for_each_online_node(nid)
5290                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5291                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
5292                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5293
5294                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5295                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5296                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5297                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5298                         }
5299                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5300                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5301                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5302                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5303         }
5304 #endif
5305
5306         return 0;
5307 }
5308
5309 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5310                                       struct cftype *cft)
5311 {
5312         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5313
5314         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5315 }
5316
5317 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5318                                        struct cftype *cft, u64 val)
5319 {
5320         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5321
5322         if (val > 100)
5323                 return -EINVAL;
5324
5325         if (css_parent(css))
5326                 memcg->swappiness = val;
5327         else
5328                 vm_swappiness = val;
5329
5330         return 0;
5331 }
5332
5333 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5334 {
5335         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5336         u64 usage;
5337         int i;
5338
5339         rcu_read_lock();
5340         if (!swap)
5341                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5342         else
5343                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5344
5345         if (!t)
5346                 goto unlock;
5347
5348         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5349
5350         /*
5351          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5352          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5353          * call of __mem_cgroup_threshold().
5354          */
5355         i = t->current_threshold;
5356
5357         /*
5358          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5359          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5360          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5361          * only one element of the array here.
5362          */
5363         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5364                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5365
5366         /* i = current_threshold + 1 */
5367         i++;
5368
5369         /*
5370          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5371          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5372          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5373          * only one element of the array here.
5374          */
5375         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5376                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5377
5378         /* Update current_threshold */
5379         t->current_threshold = i - 1;
5380 unlock:
5381         rcu_read_unlock();
5382 }
5383
5384 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5385 {
5386         while (memcg) {
5387                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5388                 if (do_swap_account)
5389                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5390
5391                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5392         }
5393 }
5394
5395 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5396 {
5397         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5398         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5399
5400         if (_a->threshold > _b->threshold)
5401                 return 1;
5402
5403         if (_a->threshold < _b->threshold)
5404                 return -1;
5405
5406         return 0;
5407 }
5408
5409 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5410 {
5411         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5412
5413         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5414                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5415         return 0;
5416 }
5417
5418 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5419 {
5420         struct mem_cgroup *iter;
5421
5422         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5423                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5424 }
5425
5426 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5427         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5428 {
5429         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5430         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5431         u64 threshold, usage;
5432         int i, size, ret;
5433
5434         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5435         if (ret)
5436                 return ret;
5437
5438         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5439
5440         if (type == _MEM)
5441                 thresholds = &memcg->thresholds;
5442         else if (type == _MEMSWAP)
5443                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5444         else
5445                 BUG();
5446
5447         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5448
5449         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5450         if (thresholds->primary)
5451                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5452
5453         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5454
5455         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5456         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5457                         GFP_KERNEL);
5458         if (!new) {
5459                 ret = -ENOMEM;
5460                 goto unlock;
5461         }
5462         new->size = size;
5463
5464         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5465         if (thresholds->primary) {
5466                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5467                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5468         }
5469
5470         /* Add new threshold */
5471         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5472         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5473
5474         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5475         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5476                         compare_thresholds, NULL);
5477
5478         /* Find current threshold */
5479         new->current_threshold = -1;
5480         for (i = 0; i < size; i++) {
5481                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5482                         /*
5483                          * new->current_threshold will not be used until
5484                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5485                          * it here.
5486                          */
5487                         ++new->current_threshold;
5488                 } else
5489                         break;
5490         }
5491
5492         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5493         kfree(thresholds->spare);
5494         thresholds->spare = thresholds->primary;
5495
5496         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5497
5498         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5499         synchronize_rcu();
5500
5501 unlock:
5502         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5503
5504         return ret;
5505 }
5506
5507 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5508         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5509 {
5510         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5511 }
5512
5513 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5514         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5515 {
5516         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5517 }
5518
5519 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5520         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5521 {
5522         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5523         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5524         u64 usage;
5525         int i, j, size;
5526
5527         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5528         if (type == _MEM)
5529                 thresholds = &memcg->thresholds;
5530         else if (type == _MEMSWAP)
5531                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5532         else
5533                 BUG();
5534
5535         if (!thresholds->primary)
5536                 goto unlock;
5537
5538         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5539
5540         /* Check if a threshold crossed before removing */
5541         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5542
5543         /* Calculate new number of threshold */
5544         size = 0;
5545         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5546                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5547                         size++;
5548         }
5549
5550         new = thresholds->spare;
5551
5552         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5553         if (!size) {
5554                 kfree(new);
5555                 new = NULL;
5556                 goto swap_buffers;
5557         }
5558
5559         new->size = size;
5560
5561         /* Copy thresholds and find current threshold */
5562         new->current_threshold = -1;
5563         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5564                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5565                         continue;
5566
5567                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5568                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5569                         /*
5570                          * new->current_threshold will not be used
5571                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5572                          * it here.
5573                          */
5574                         ++new->current_threshold;
5575                 }
5576                 j++;
5577         }
5578
5579 swap_buffers:
5580         /* Swap primary and spare array */
5581         thresholds->spare = thresholds->primary;
5582         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5583         if (!new) {
5584                 kfree(thresholds->spare);
5585                 thresholds->spare = NULL;
5586         }
5587
5588         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5589
5590         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5591         synchronize_rcu();
5592 unlock:
5593         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5594 }
5595
5596 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5597         struct eventfd_ctx *eventfd)
5598 {
5599         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5600 }
5601
5602 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5603         struct eventfd_ctx *eventfd)
5604 {
5605         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5606 }
5607
5608 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5609         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5610 {
5611         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5612
5613         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5614         if (!event)
5615                 return -ENOMEM;
5616
5617         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5618
5619         event->eventfd = eventfd;
5620         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5621
5622         /* already in OOM ? */
5623         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5624                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5625         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5626
5627         return 0;
5628 }
5629
5630 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5631         struct eventfd_ctx *eventfd)
5632 {
5633         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5634
5635         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5636
5637         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5638                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5639                         list_del(&ev->list);
5640                         kfree(ev);
5641                 }
5642         }
5643
5644         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5645 }
5646
5647 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5648 {
5649         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5650
5651         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5652         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5653         return 0;
5654 }
5655
5656 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5657         struct cftype *cft, u64 val)
5658 {
5659         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5660
5661         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5662         if (!css_parent(css) || !((val == 0) || (val == 1)))
5663                 return -EINVAL;
5664
5665         memcg->oom_kill_disable = val;
5666         if (!val)
5667                 memcg_oom_recover(memcg);
5668
5669         return 0;
5670 }
5671
5672 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5673 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5674 {
5675         int ret;
5676
5677         memcg->kmemcg_id = -1;
5678         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5679         if (ret)
5680                 return ret;
5681
5682         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5683 }
5684
5685 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5686 {
5687         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5688 }
5689
5690 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5691 {
5692         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5693                 return;
5694
5695         /*
5696          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5697          * pages, for instance, a page contain objects from various
5698          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5699          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5700          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5701          *
5702          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5703          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5704          * reference is taken here before the group is marked dead
5705          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5706          *
5707          * Although this might sound strange as this path is called from
5708          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5709          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5710          * we do not have other options because of the kmem allocations
5711          * lifetime.
5712          */
5713         css_get(&memcg->css);
5714
5715         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5716
5717         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5718                 return;
5719
5720         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5721                 css_put(&memcg->css);
5722 }
5723 #else
5724 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5725 {
5726         return 0;
5727 }
5728
5729 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5730 {
5731 }
5732
5733 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5734 {
5735 }
5736 #endif
5737
5738 /*
5739  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5740  *
5741  * "cgroup.event_control" implementation.
5742  *
5743  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5744  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5745  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5746  *
5747  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5748  * possible.
5749  */
5750
5751 /*
5752  * Unregister event and free resources.
5753  *
5754  * Gets called from workqueue.
5755  */
5756 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5757 {
5758         struct mem_cgroup_event *event =
5759                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5760         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5761
5762         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5763
5764         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5765
5766         /* Notify userspace the event is going away. */
5767         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5768
5769         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5770         kfree(event);
5771         css_put(&memcg->css);
5772 }
5773
5774 /*
5775  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5776  *
5777  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5778  */
5779 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5780                             int sync, void *key)
5781 {
5782         struct mem_cgroup_event *event =
5783                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5784         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5785         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5786
5787         if (flags & POLLHUP) {
5788                 /*
5789                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5790                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5791                  * for us.
5792                  *
5793                  * We can't race against event freeing since the other
5794                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5795                  * which we hold.
5796                  */
5797                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5798                 if (!list_empty(&event->list)) {
5799                         list_del_init(&event->list);
5800                         /*
5801                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5802                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5803                          */
5804                         schedule_work(&event->remove);
5805                 }
5806                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5807         }
5808
5809         return 0;
5810 }
5811
5812 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5813                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5814 {
5815         struct mem_cgroup_event *event =
5816                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5817
5818         event->wqh = wqh;
5819         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5820 }
5821
5822 /*
5823  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5824  *
5825  * Parse input and register new cgroup event handler.
5826  *
5827  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5828  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5829  */
5830 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
5831                                      struct cftype *cft, char *buffer)
5832 {
5833         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5834         struct mem_cgroup_event *event;
5835         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5836         unsigned int efd, cfd;
5837         struct fd efile;
5838         struct fd cfile;
5839         const char *name;
5840         char *endp;
5841         int ret;
5842
5843         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5844         if (*endp != ' ')
5845                 return -EINVAL;
5846         buffer = endp + 1;
5847
5848         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5849         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5850                 return -EINVAL;
5851         buffer = endp + 1;
5852
5853         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5854         if (!event)
5855                 return -ENOMEM;
5856
5857         event->memcg = memcg;
5858         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5859         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5860         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5861         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5862
5863         efile = fdget(efd);
5864         if (!efile.file) {
5865                 ret = -EBADF;
5866                 goto out_kfree;
5867         }
5868
5869         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5870         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5871                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5872                 goto out_put_efile;
5873         }
5874
5875         cfile = fdget(cfd);
5876         if (!cfile.file) {
5877                 ret = -EBADF;
5878                 goto out_put_eventfd;
5879         }
5880
5881         /* the process need read permission on control file */
5882         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5883         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5884         if (ret < 0)
5885                 goto out_put_cfile;
5886
5887         /*
5888          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5889          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5890          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5891          * is for compatibility anyway.
5892          *
5893          * DO NOT ADD NEW FILES.
5894          */
5895         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5896
5897         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5898                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5899                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5900         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5901                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5902                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5903         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5904                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5905                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5906         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5907                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5908                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5909         } else {
5910                 ret = -EINVAL;
5911                 goto out_put_cfile;
5912         }
5913
5914         /*
5915          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5916          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5917          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5918          */
5919         cfile_css = css_tryget_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5920                                         &memory_cgrp_subsys);
5921         ret = -EINVAL;
5922         if (IS_ERR(cfile_css))
5923                 goto out_put_cfile;
5924         if (cfile_css != css) {
5925                 css_put(cfile_css);
5926                 goto out_put_cfile;
5927         }
5928
5929         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
5930         if (ret)
5931                 goto out_put_css;
5932
5933         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5934
5935         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5936         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5937         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5938
5939         fdput(cfile);
5940         fdput(efile);
5941
5942         return 0;
5943
5944 out_put_css:
5945         css_put(css);
5946 out_put_cfile:
5947         fdput(cfile);
5948 out_put_eventfd:
5949         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5950 out_put_efile:
5951         fdput(efile);
5952 out_kfree:
5953         kfree(event);
5954
5955         return ret;
5956 }
5957
5958 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5959         {
5960                 .name = "usage_in_bytes",
5961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5962                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5963         },
5964         {
5965                 .name = "max_usage_in_bytes",
5966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5967                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5968                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5969         },
5970         {
5971                 .name = "limit_in_bytes",
5972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5973                 .write_string = mem_cgroup_write,
5974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5979                 .write_string = mem_cgroup_write,
5980                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5981         },
5982         {
5983                 .name = "failcnt",
5984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5985                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5986                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5987         },
5988         {
5989                 .name = "stat",
5990                 .seq_show = memcg_stat_show,
5991         },
5992         {
5993                 .name = "force_empty",
5994                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5995         },
5996         {
5997                 .name = "use_hierarchy",
5998                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5999                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6000                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6001         },
6002         {
6003                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6004                 .write_string = memcg_write_event_control,
6005                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6006                 .mode = S_IWUGO,
6007         },
6008         {
6009                 .name = "swappiness",
6010                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6011                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6012         },
6013         {
6014                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6015                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6016                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "oom_control",
6020                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6021                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6022                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6023         },
6024         {
6025                 .name = "pressure_level",
6026         },
6027 #ifdef CONFIG_NUMA
6028         {
6029                 .name = "numa_stat",
6030                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6031         },
6032 #endif
6033 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6034         {
6035                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6036                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6037                 .write_string = mem_cgroup_write,
6038                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6039         },
6040         {
6041                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6042                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6043                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6044         },
6045         {
6046                 .name = "kmem.failcnt",
6047                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6048                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6049                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6050         },
6051         {
6052                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6053                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6054                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6055                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6056         },
6057 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6058         {
6059                 .name = "kmem.slabinfo",
6060                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6061         },
6062 #endif
6063 #endif
6064         { },    /* terminate */
6065 };
6066
6067 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6068 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6069         {
6070                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6073         },
6074         {
6075                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6077                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6079         },
6080         {
6081                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6083                 .write_string = mem_cgroup_write,
6084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6085         },
6086         {
6087                 .name = "memsw.failcnt",
6088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6089                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6090                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6091         },
6092         { },    /* terminate */
6093 };
6094 #endif
6095 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6096 {
6097         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6098         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6099         int zone, tmp = node;
6100         /*
6101          * This routine is called against possible nodes.
6102          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6103          *
6104          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6105          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6106          *       function.
6107          */
6108         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6109                 tmp = -1;
6110         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6111         if (!pn)
6112                 return 1;
6113
6114         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6115                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6116                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6117                 mz->usage_in_excess = 0;
6118                 mz->on_tree = false;
6119                 mz->memcg = memcg;
6120         }
6121         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6122         return 0;
6123 }
6124
6125 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6126 {
6127         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6128 }
6129
6130 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6131 {
6132         struct mem_cgroup *memcg;
6133         size_t size;
6134
6135         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6136         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6137
6138         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6139         if (!memcg)
6140                 return NULL;
6141
6142         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6143         if (!memcg->stat)
6144                 goto out_free;
6145         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6146         return memcg;
6147
6148 out_free:
6149         kfree(memcg);
6150         return NULL;
6151 }
6152
6153 /*
6154  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6155  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6156  *
6157  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6158  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6159  * it goes down to 0.
6160  *
6161  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6162  */
6163
6164 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6165 {
6166         int node;
6167
6168         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6169
6170         for_each_node(node)
6171                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6172
6173         free_percpu(memcg->stat);
6174
6175         /*
6176          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6177          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6178          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6179          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6180          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6181          *
6182          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6183          * to move this code around, and make sure it is outside
6184          * the cgroup_lock.
6185          */
6186         disarm_static_keys(memcg);
6187         kfree(memcg);
6188 }
6189
6190 /*
6191  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6192  */
6193 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6194 {
6195         if (!memcg->res.parent)
6196                 return NULL;
6197         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6198 }
6199 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6200
6201 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6202 {
6203         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6204         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6205         int tmp, node, zone;
6206
6207         for_each_node(node) {
6208                 tmp = node;
6209                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6210                         tmp = -1;
6211                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6212                 BUG_ON(!rtpn);
6213
6214                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6215
6216                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6217                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6218                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6219                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6220                 }
6221         }
6222 }
6223
6224 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6225 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6226 {
6227         struct mem_cgroup *memcg;
6228         long error = -ENOMEM;
6229         int node;
6230
6231         memcg = mem_cgroup_alloc();
6232         if (!memcg)
6233                 return ERR_PTR(error);
6234
6235         for_each_node(node)
6236                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6237                         goto free_out;
6238
6239         /* root ? */
6240         if (parent_css == NULL) {
6241                 root_mem_cgroup = memcg;
6242                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6243                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6244                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6245         }
6246
6247         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6248         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6249         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6250         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6251         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6252         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6253         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6254         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6255
6256         return &memcg->css;
6257
6258 free_out:
6259         __mem_cgroup_free(memcg);
6260         return ERR_PTR(error);
6261 }
6262
6263 static int
6264 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6265 {
6266         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6267         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6268
6269         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6270                 return -ENOSPC;
6271
6272         if (!parent)
6273                 return 0;
6274
6275         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6276
6277         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6278         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6279         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6280
6281         if (parent->use_hierarchy) {
6282                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6283                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6284                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6285
6286                 /*
6287                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6288                  * core guarantees its existence.
6289                  */
6290         } else {
6291                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6292                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6293                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6294                 /*
6295                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6296                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6297                  * unfortunate state in our controller.
6298                  */
6299                 if (parent != root_mem_cgroup)
6300                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6301         }
6302         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6303
6304         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6305 }
6306
6307 /*
6308  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6309  */
6310 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6311 {
6312         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6313
6314         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6315                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6316
6317         /*
6318          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6319          * explicitely.
6320          */
6321         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6322                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6323 }
6324
6325 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6326 {
6327         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6328         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6329         struct cgroup_subsys_state *iter;
6330
6331         /*
6332          * Unregister events and notify userspace.
6333          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6334          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6335          */
6336         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6337         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6338                 list_del_init(&event->list);
6339                 schedule_work(&event->remove);
6340         }
6341         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6342
6343         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6344
6345         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6346
6347         /*
6348          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6349          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6350          */
6351         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6352                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6353
6354         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6355         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6356 }
6357
6358 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6359 {
6360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6361         /*
6362          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6363          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6364          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6365          * under the same RCU lock region, which means that charging
6366          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6367          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6368          * without any tasks from the swapin path when the target
6369          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6370          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6371          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6372          * circulation:
6373          *
6374          * #0                        #1
6375          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6376          *                           rcu_read_lock()
6377          *                           mem_cgroup_lookup()
6378          *                           css_tryget()
6379          *                           rcu_read_unlock()
6380          * disable css_tryget()
6381          * call_rcu()
6382          *   offline_css()
6383          *     reparent_charges()
6384          *                           res_counter_charge()
6385          *                           css_put()
6386          *                             css_free()
6387          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6388          *                           add page to lru
6389          *
6390          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6391          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6392          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6393          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6394          * made after offlining:
6395          */
6396         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6397
6398         memcg_destroy_kmem(memcg);
6399         __mem_cgroup_free(memcg);
6400 }
6401
6402 #ifdef CONFIG_MMU
6403 /* Handlers for move charge at task migration. */
6404 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6405 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6406 {
6407         int ret = 0;
6408         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6409         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6410
6411         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6412                 mc.precharge += count;
6413                 /* we don't need css_get for root */
6414                 return ret;
6415         }
6416         /* try to charge at once */
6417         if (count > 1) {
6418                 struct res_counter *dummy;
6419                 /*
6420                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6421                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6422                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6423                  * css_get().
6424                  */
6425                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6426                         goto one_by_one;
6427                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6428                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6429                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6430                         goto one_by_one;
6431                 }
6432                 mc.precharge += count;
6433                 return ret;
6434         }
6435 one_by_one:
6436         /* fall back to one by one charge */
6437         while (count--) {
6438                 if (signal_pending(current)) {
6439                         ret = -EINTR;
6440                         break;
6441                 }
6442                 if (!batch_count--) {
6443                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6444                         cond_resched();
6445                 }
6446                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6447                 if (ret)
6448                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6449                         return ret;
6450                 mc.precharge++;
6451         }
6452         return ret;
6453 }
6454
6455 /**
6456  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6457  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6458  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6459  * @ptent: the pte to be checked
6460  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6461  *
6462  * Returns
6463  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6464  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6465  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6466  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6467  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6468  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6469  *     in target->ent.
6470  *
6471  * Called with pte lock held.
6472  */
6473 union mc_target {
6474         struct page     *page;
6475         swp_entry_t     ent;
6476 };
6477
6478 enum mc_target_type {
6479         MC_TARGET_NONE = 0,
6480         MC_TARGET_PAGE,
6481         MC_TARGET_SWAP,
6482 };
6483
6484 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6485                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6486 {
6487         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6488
6489         if (!page || !page_mapped(page))
6490                 return NULL;
6491         if (PageAnon(page)) {
6492                 /* we don't move shared anon */
6493                 if (!move_anon())
6494                         return NULL;
6495         } else if (!move_file())
6496                 /* we ignore mapcount for file pages */
6497                 return NULL;
6498         if (!get_page_unless_zero(page))
6499                 return NULL;
6500
6501         return page;
6502 }
6503
6504 #ifdef CONFIG_SWAP
6505 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6506                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6507 {
6508         struct page *page = NULL;
6509         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6510
6511         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6512                 return NULL;
6513         /*
6514          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6515          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6516          */
6517         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6518         if (do_swap_account)
6519                 entry->val = ent.val;
6520
6521         return page;
6522 }
6523 #else
6524 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6525                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6526 {
6527         return NULL;
6528 }
6529 #endif
6530
6531 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6532                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6533 {
6534         struct page *page = NULL;
6535         struct address_space *mapping;
6536         pgoff_t pgoff;
6537
6538         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6539                 return NULL;
6540         if (!move_file())
6541                 return NULL;
6542
6543         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6544         if (pte_none(ptent))
6545                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6546         else /* pte_file(ptent) is true */
6547                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6548
6549         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6550 #ifdef CONFIG_SWAP
6551         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6552         if (shmem_mapping(mapping)) {
6553                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6554                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6555                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6556                         if (do_swap_account)
6557                                 *entry = swp;
6558                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6559                 }
6560         } else
6561                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6562 #else
6563         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6564 #endif
6565         return page;
6566 }
6567
6568 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6569                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6570 {
6571         struct page *page = NULL;
6572         struct page_cgroup *pc;
6573         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6574         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6575
6576         if (pte_present(ptent))
6577                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6578         else if (is_swap_pte(ptent))
6579                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6580         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6581                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6582
6583         if (!page && !ent.val)
6584                 return ret;
6585         if (page) {
6586                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6587                 /*
6588                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6589                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6590                  * the lock.
6591                  */
6592                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6593                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6594                         if (target)
6595                                 target->page = page;
6596                 }
6597                 if (!ret || !target)
6598                         put_page(page);
6599         }
6600         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6601         if (ent.val && !ret &&
6602             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6603                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6604                 if (target)
6605                         target->ent = ent;
6606         }
6607         return ret;
6608 }
6609
6610 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6611 /*
6612  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6613  * support them for now.
6614  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6615  */
6616 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6617                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6618 {
6619         struct page *page = NULL;
6620         struct page_cgroup *pc;
6621         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6622
6623         page = pmd_page(pmd);
6624         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6625         if (!move_anon())
6626                 return ret;
6627         pc = lookup_page_cgroup(page);
6628         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6629                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6630                 if (target) {
6631                         get_page(page);
6632                         target->page = page;
6633                 }
6634         }
6635         return ret;
6636 }
6637 #else
6638 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6639                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6640 {
6641         return MC_TARGET_NONE;
6642 }
6643 #endif
6644
6645 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6646                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6647                                         struct mm_walk *walk)
6648 {
6649         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6650         pte_t *pte;
6651         spinlock_t *ptl;
6652
6653         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6654                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6655                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6656                 spin_unlock(ptl);
6657                 return 0;
6658         }
6659
6660         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6661                 return 0;
6662         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6663         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6664                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6665                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6666         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6667         cond_resched();
6668
6669         return 0;
6670 }
6671
6672 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6673 {
6674         unsigned long precharge;
6675         struct vm_area_struct *vma;
6676
6677         down_read(&mm->mmap_sem);
6678         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6679                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6680                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6681                         .mm = mm,
6682                         .private = vma,
6683                 };
6684                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6685                         continue;
6686                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6687                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6688         }
6689         up_read(&mm->mmap_sem);
6690
6691         precharge = mc.precharge;
6692         mc.precharge = 0;
6693
6694         return precharge;
6695 }
6696
6697 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6698 {
6699         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6700
6701         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6702         mc.moving_task = current;
6703         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6704 }
6705
6706 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6707 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6708 {
6709         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6710         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6711         int i;
6712
6713         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6714         if (mc.precharge) {
6715                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6716                 mc.precharge = 0;
6717         }
6718         /*
6719          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6720          * we must uncharge here.
6721          */
6722         if (mc.moved_charge) {
6723                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6724                 mc.moved_charge = 0;
6725         }
6726         /* we must fixup refcnts and charges */
6727         if (mc.moved_swap) {
6728                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6729                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6730                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6731                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6732
6733                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6734                         css_put(&mc.from->css);
6735
6736                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6737                         /*
6738                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6739                          * uncharge to->res.
6740                          */
6741                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6742                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6743                 }
6744                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6745                 mc.moved_swap = 0;
6746         }
6747         memcg_oom_recover(from);
6748         memcg_oom_recover(to);
6749         wake_up_all(&mc.waitq);
6750 }
6751
6752 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6753 {
6754         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6755
6756         /*
6757          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6758          * task migration.
6759          */
6760         mc.moving_task = NULL;
6761         __mem_cgroup_clear_mc();
6762         spin_lock(&mc.lock);
6763         mc.from = NULL;
6764         mc.to = NULL;
6765         spin_unlock(&mc.lock);
6766         mem_cgroup_end_move(from);
6767 }
6768
6769 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6770                                  struct cgroup_taskset *tset)
6771 {
6772         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6773         int ret = 0;
6774         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6775         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6776
6777         /*
6778          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6779          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6780          * So we need to save it, and keep it going.
6781          */
6782         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6783         if (move_charge_at_immigrate) {
6784                 struct mm_struct *mm;
6785                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6786
6787                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6788
6789                 mm = get_task_mm(p);
6790                 if (!mm)
6791                         return 0;
6792                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6793                 if (mm->owner == p) {
6794                         VM_BUG_ON(mc.from);
6795                         VM_BUG_ON(mc.to);
6796                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6797                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6798                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6799                         mem_cgroup_start_move(from);
6800                         spin_lock(&mc.lock);
6801                         mc.from = from;
6802                         mc.to = memcg;
6803                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6804                         spin_unlock(&mc.lock);
6805                         /* We set mc.moving_task later */
6806
6807                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6808                         if (ret)
6809                                 mem_cgroup_clear_mc();
6810                 }
6811                 mmput(mm);
6812         }
6813         return ret;
6814 }
6815
6816 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6817                                      struct cgroup_taskset *tset)
6818 {
6819         mem_cgroup_clear_mc();
6820 }
6821
6822 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6823                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6824                                 struct mm_walk *walk)
6825 {
6826         int ret = 0;
6827         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6828         pte_t *pte;
6829         spinlock_t *ptl;
6830         enum mc_target_type target_type;
6831         union mc_target target;
6832         struct page *page;
6833         struct page_cgroup *pc;
6834
6835         /*
6836          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6837          * happens because:
6838          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6839          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6840          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6841          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6842          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6843          *    part of thp split is not executed yet.
6844          */
6845         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6846                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6847                         spin_unlock(ptl);
6848                         return 0;
6849                 }
6850                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6851                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6852                         page = target.page;
6853                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6854                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6855                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6856                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6857                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6858                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6859                                 }
6860                                 putback_lru_page(page);
6861                         }
6862                         put_page(page);
6863                 }
6864                 spin_unlock(ptl);
6865                 return 0;
6866         }
6867
6868         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6869                 return 0;
6870 retry:
6871         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6872         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6873                 pte_t ptent = *(pte++);
6874                 swp_entry_t ent;
6875
6876                 if (!mc.precharge)
6877                         break;
6878
6879                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6880                 case MC_TARGET_PAGE:
6881                         page = target.page;
6882                         if (isolate_lru_page(page))
6883                                 goto put;
6884                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6885                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6886                                                      mc.from, mc.to)) {
6887                                 mc.precharge--;
6888                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6889                                 mc.moved_charge++;
6890                         }
6891                         putback_lru_page(page);
6892 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6893                         put_page(page);
6894                         break;
6895                 case MC_TARGET_SWAP:
6896                         ent = target.ent;
6897                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6898                                 mc.precharge--;
6899                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6900                                 mc.moved_swap++;
6901                         }
6902                         break;
6903                 default:
6904                         break;
6905                 }
6906         }
6907         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6908         cond_resched();
6909
6910         if (addr != end) {
6911                 /*
6912                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6913                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6914                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6915                  * phase.
6916                  */
6917                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6918                 if (!ret)
6919                         goto retry;
6920         }
6921
6922         return ret;
6923 }
6924
6925 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6926 {
6927         struct vm_area_struct *vma;
6928
6929         lru_add_drain_all();
6930 retry:
6931         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6932                 /*
6933                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6934                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6935                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6936                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6937                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6938                  */
6939                 __mem_cgroup_clear_mc();
6940                 cond_resched();
6941                 goto retry;
6942         }
6943         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6944                 int ret;
6945                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6946                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6947                         .mm = mm,
6948                         .private = vma,
6949                 };
6950                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6951                         continue;
6952                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6953                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6954                 if (ret)
6955                         /*
6956                          * means we have consumed all precharges and failed in
6957                          * doing additional charge. Just abandon here.
6958                          */
6959                         break;
6960         }
6961         up_read(&mm->mmap_sem);
6962 }
6963
6964 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6965                                  struct cgroup_taskset *tset)
6966 {
6967         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6968         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6969
6970         if (mm) {
6971                 if (mc.to)
6972                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6973                 mmput(mm);
6974         }
6975         if (mc.to)
6976                 mem_cgroup_clear_mc();
6977 }
6978 #else   /* !CONFIG_MMU */
6979 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6980                                  struct cgroup_taskset *tset)
6981 {
6982         return 0;
6983 }
6984 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6985                                      struct cgroup_taskset *tset)
6986 {
6987 }
6988 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6989                                  struct cgroup_taskset *tset)
6990 {
6991 }
6992 #endif
6993
6994 /*
6995  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6996  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6997  */
6998 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6999 {
7000         /*
7001          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7002          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7003          * on for the root memcg is enough.
7004          */
7005         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7006                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7007 }
7008
7009 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7010         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7011         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7012         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7013         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7014         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7015         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7016         .attach = mem_cgroup_move_task,
7017         .bind = mem_cgroup_bind,
7018         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7019         .early_init = 0,
7020 };
7021
7022 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7023 static int __init enable_swap_account(char *s)
7024 {
7025         if (!strcmp(s, "1"))
7026                 really_do_swap_account = 1;
7027         else if (!strcmp(s, "0"))
7028                 really_do_swap_account = 0;
7029         return 1;
7030 }
7031 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7032
7033 static void __init memsw_file_init(void)
7034 {
7035         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7036 }
7037
7038 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7039 {
7040         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7041                 do_swap_account = 1;
7042                 memsw_file_init();
7043         }
7044 }
7045
7046 #else
7047 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7048 {
7049 }
7050 #endif
7051
7052 /*
7053  * subsys_initcall() for memory controller.
7054  *
7055  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7056  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7057  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7058  * be initialized from here.
7059  */
7060 static int __init mem_cgroup_init(void)
7061 {
7062         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7063         enable_swap_cgroup();
7064         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7065         memcg_stock_init();
7066         return 0;
7067 }
7068 subsys_initcall(mem_cgroup_init);